車(chē)載式地鐵隧道斷面掃描檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題。地鐵運(yùn)營(yíng)階段因時(shí)間跨度大、影響因素復(fù)雜、一旦隧道發(fā)生變形，有可能會(huì)影響到地鐵安全運(yùn)營(yíng)，留下安全隱患。由于地鐵隧道斷面變形的漸變性和長(zhǎng)期性，為了能夠?qū)Φ罔F隧道的安全狀況進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，本文研究設(shè)計(jì)車(chē)載式隧道斷面掃描檢測(cè)系統(tǒng)，采集地鐵隧道斷面的變形數(shù)據(jù)，并利用斷面擬合處理技術(shù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)隧道變形的監(jiān)測(cè)并建立隧道變形預(yù)警機(jī)制。本文基于大量理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并結(jié)合上海科委

2、資助項(xiàng)目：“地鐵隧道變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究”課題，對(duì)設(shè)計(jì)車(chē)載地鐵隧道斷面變形檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析。 本文首先通過(guò)研究該檢測(cè)系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)比較了檢測(cè)系統(tǒng)的整體方案，詳細(xì)說(shuō)明了隧道斷面坐標(biāo)測(cè)量的方法與過(guò)程，采用光電編碼器采集隧道檢測(cè)車(chē)縱向坐標(biāo)，并利用地鐵數(shù)字軌道電路信號(hào)消除其縱向累計(jì)誤差。然后分析了系統(tǒng)硬件設(shè)備的選擇，選取OMRONCP1L型PLC對(duì)激光測(cè)距儀進(jìn)行控制，并采用無(wú)線通訊器將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)。并利用OM

3、RON公司CX—Programmer軟件設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)程序，并研究了PLC與上位機(jī)的通訊。 考慮到檢測(cè)車(chē)在行駛過(guò)程中的振動(dòng)會(huì)對(duì)斷面測(cè)量產(chǎn)生誤差，本文提出了通過(guò)在檢測(cè)車(chē)上安裝陀螺儀和加速度計(jì)，利用軌道線路特性和車(chē)輛振動(dòng)模型的方法對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償，有效提高系統(tǒng)檢測(cè)精度。最后通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和模擬分析，研究了幾種不同的斷面擬合方法及其效果，算出隧道斷面在相對(duì)坐標(biāo)系和絕對(duì)坐標(biāo)系下的方程和激光測(cè)距儀的分布形式對(duì)系統(tǒng)精度的影響。