巖土工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用探究

李威+王建松

摘 要 因為巖土工程在機構(gòu)工程學(xué)科中的有著深刻的意義，其檢測系統(tǒng)同樣是在建筑過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)。巖土工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)，并不是一個快速建設(shè)和完善的過程。文章通過對巖土工程進內(nèi)容和監(jiān)測系統(tǒng)行介紹，對比自動化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案得出各個的優(yōu)缺點，從而對監(jiān)測系統(tǒng)的形成進行論述。通過分析和探究，對巖土工程自動化系統(tǒng)的應(yīng)用進行了比較系統(tǒng)的認知，從而對提高和完善自動化檢測水平及其應(yīng)用程度都有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞 巖土工程；自動化；監(jiān)測系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TU43 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0085-01

巖土工程在建筑結(jié)構(gòu)工程重點學(xué)科中的地位是非常重要的，其具有深遠的影響意義。經(jīng)過大量的工程實際證明，工程在設(shè)計初期，對巖土的基本情況和施工過程中的突發(fā)變化是很難做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測和判斷的，而且與設(shè)計預(yù)期值相比，實際工程的工作狀況或多或少的都會出現(xiàn)誤差。事實證明，巖土工程的安全與工程設(shè)計、施工過程中的實時監(jiān)測有著密不可分的聯(lián)系，雖然合理的設(shè)計、嚴密的施工決定了其安全性，但是，貫穿始終的監(jiān)測也是必須的。巖土工程自動化監(jiān)測為對巖土性質(zhì)的監(jiān)測信息和成果不僅為修改工程設(shè)計、指導(dǎo)施工技術(shù)提供了可靠的依撐，同時也驗證了設(shè)計、施工的合理性，為巖土工程積累實踐經(jīng)驗和方法提供了科學(xué)依據(jù)。

1 巖土工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)的探究

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，在工程勘測和設(shè)計、施工和操作中也越來越多的應(yīng)用了高水平，高技術(shù)，高精密的監(jiān)測系統(tǒng)對其進行監(jiān)測控制，現(xiàn)代化的自動監(jiān)測系統(tǒng)是工程檢測中非常必要的。

自動化監(jiān)測系統(tǒng)被認為是對巖土工程的基本屬性的性質(zhì)研究、工程設(shè)計、建設(shè)和運營安全的直接指標(biāo)。巖土工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)是集工程施工、傳感器、測試儀器儀表、微電子、計算機、自動化和通信設(shè)備為一體的、由各種各樣的儀器、設(shè)備而組合在一起的系統(tǒng)工程。系統(tǒng)的自動化監(jiān)測主要包括自動采集、自動處理分析數(shù)據(jù)和自動安全管理等方面[1]。

1.1 對自動化集中式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、結(jié)果顯示，極限報警等。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的自動采集、自動處理和遠距離傳輸數(shù)據(jù)是集中在一組固定的終端監(jiān)控室內(nèi)。以計算機為核心主控設(shè)備在終端監(jiān)控室內(nèi)與監(jiān)測設(shè)備統(tǒng)一為一個自動化系統(tǒng)。它分布在施工現(xiàn)場的每個傳感器都是通過集線器才能夠與位于室內(nèi)監(jiān)測室內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器連接。集線箱主要是對傳感器收集上來的信息進行信號切換，并對傳感器進行巡視監(jiān)測和篩選監(jiān)測。這個系統(tǒng)自身是存在著一定的弱點，其高要求信號電纜的質(zhì)量，性能弱且基于系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)和發(fā)展較薄弱。

1.2 對自動化分布式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

本監(jiān)測系統(tǒng)是通過電子技術(shù)、先進的集成電路系統(tǒng)、微機處理器和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等科學(xué)技術(shù)上形成的。它主要是由三個部分組成：分散控制、集中管理和通信網(wǎng)絡(luò)操作，是一種技術(shù)先進的分散數(shù)據(jù)采集和管理集中的監(jiān)測系統(tǒng)。它采用的是將DAU作為控制單位而布置在傳感器周圍，通過DAU采集數(shù)據(jù)，模擬測量，A/D轉(zhuǎn)換、自動存儲和數(shù)據(jù)通訊將數(shù)據(jù)加以監(jiān)測分析。每個道數(shù)據(jù)采集單元可以被視為頻率、脈沖、電壓、電阻等一些測量信號的一個獨立的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)采用集中控制所有監(jiān)測數(shù)據(jù)再通過總線輸入電腦中進行集中統(tǒng)一管理。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作技術(shù)簡單、可靠性高、適應(yīng)性強、擴張容量大、維護工作便利等主要特點。與此同時，該系統(tǒng)在信號電纜使用數(shù)量少，而自動監(jiān)控快速[2]。

1.3 對自動化混合式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

混合式檢測系統(tǒng)是一種采用了分布式的分布設(shè)置形式，而其內(nèi)部系統(tǒng)則是采用了集中方式的系統(tǒng)分布模式，它是綜合了集中式和分布式特點的一種操作系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)中使用的是一種類似于MCU的遙控轉(zhuǎn)換裝置，雖然能夠?qū)⒅車膫鞲衅鞯男盘栠M行收集，但是卻不帶有MUC的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能和儲存功能。它利用設(shè)置在傳感器周圍的轉(zhuǎn)換箱將信號通過一條總線路將數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控點，然后監(jiān)測站點再對A/D轉(zhuǎn)換和集中測控，并使用計算機技術(shù)對數(shù)字信息進行保存。這種自動化監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)量的長距離傳輸上是有著明顯的優(yōu)勢的，只要有一套監(jiān)測控制裝置，就可以靈活的大量發(fā)散和聚集傳感器上的信息，其信息的延展性同樣值得肯定。

2 分析自動化監(jiān)測的形成及應(yīng)用

首先，一般自動化監(jiān)測系統(tǒng)是由以下五個部分組成：主要是數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)傳、實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享五個部分。在比較了自動化監(jiān)測系統(tǒng)和人工監(jiān)測系統(tǒng)后會發(fā)現(xiàn)，二者的區(qū)別是非常明顯的。自動化的監(jiān)測應(yīng)用，在硬件上使用的傳感器基本上都是在其安裝完全后穩(wěn)定后自動讀取數(shù)據(jù)信息，減少了人力的參與和影響。而且在現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲儀器也是由Datalogger 代替Readout對施工的全部過程進行監(jiān)測和布控。而在數(shù)據(jù)傳輸上也增加了數(shù)據(jù)傳輸Modem 的使用并且監(jiān)測的現(xiàn)場中系統(tǒng)使用的電源是持續(xù)提供的。另外自動化監(jiān)測采用的軟件要求其使用用戶自行編寫 EDLOG 程序并儲存在Datalogger中而處于辦公室內(nèi)的計算機要裝入相關(guān)軟件來進行數(shù)據(jù)的下載和共享從而現(xiàn)實對工程的實時測控[3]。

3 結(jié)束語

總之，本文對巖土工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)從部分到整體進行了分析，并做了基本性的介紹， 通過對巖土工程自動化系統(tǒng)及其應(yīng)用的分析和探究，增加了對巖土工程自動化系統(tǒng)應(yīng)用的比較詳細的理解，從而可以更好在巖土工程的作業(yè)中通過利用自動化監(jiān)測系統(tǒng)對對其進行控制、監(jiān)測和服務(wù)，并且對自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展也有較好的參考價值。

參考文獻

[1]孫翔宇，牛明星.巖土工程中的測算和高性能瀝青路面應(yīng)用狀況淺談[J].祖國：建設(shè)版，2014（1）：189-189.

[2]楊育文，殷建華，涂望新.巖土工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].城市勘測，2003（1）：7-10.

[3]張海燕，王雪嬌.淺談自動化在巖土工程中的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2012（21）：308-308.endprint