摘要：自动化监控系统广泛应用于泵站及电力系统中，涉及知识面广，给运行维护检修带来一定的难度。由于地铁工程多在大城市市区修建，其所处的工程环境条件十分复杂，本文对自动化监测系统在地铁运行区变形监测中的应用进行分析，以供参考。
关键词：自动化监测；地铁运行；应用
引言
目前我国地铁建设中，常用全站仪、高精度水准仪、钢尺水位计、测斜管和轴力计等仪器进行人工监测。当遇到地铁下穿即有地铁或高铁等施工时，多采用全站仪进行自动化监测采集数据，然后无线传输到监测系统进行数据处理。同时，在常规地铁施工中的安全监测也进行了静力水准自动化监测系统开发，但该系统更多地应用在地铁运营中的安全保护监测中。
1自动化监测现状
城市轨道交通的施工不但对周边建(构)筑物和环境产生影响，还对地铁隧道、车站结构本身产生影响。因此在施工过程中，需要对地铁隧道结构、周边环境进行定期甚至加频连续的动态监测，并采取有效措施控制施工影响范围和程度。然而，随着地铁建设蓬勃发展，高周转、快速的投资建设模式使地铁建设中的监控量测一定程度受到了忽视，造成了不可挽回的损失。根据相关的国家标准、规范及地方标准，各地区对地铁结构及周边影响区域安全要求越来越高，在临近高风险环境时，甚至要求对地铁结构和环境进行自动化监测，这必然对监测技术提出更高的要求。国内外使用最多的监测方法是三角高程测量、几何水准测量、GPS测量以及静力水准测量等，同时众多学者在地铁施工安全监测方面也开展了深入研究。利用CPⅢ网对地铁中测试的三角高程数据进行处理，发现改进的中间法网型对地铁工程进行三角高程测量，其精度满足施工需求。将安全监测系统应用到了桩锚支护的基坑中，通过对监测数据分析得到基坑开挖段围护结构变形与坑底隆起系数的变化关系。在车站施工中建立基于GIS分布式的安全监测信息管理平台，利用网络实现开挖工程中支撑轴力、围护结构变形、测斜等指标的实时安全监测。利用智能型全站仪在已运行地铁隧道中开展自动化监测，分析了该设备在地铁隧道施工监测的测试精度，获得了隧道内拱顶、沉浮、收敛监测指标的最佳范围。目前，地铁施工阶段的监控量测仍然主要以人工监测为主，工作量大、人为和环境因素干扰较多。自动化监测以其测试稳定、高效、连续、系统集成简单等优势，逐渐成为地铁工程施工信息化的重要发展方向，对风险预测、优化施工参数，保证施工安全具有重要的意义。其应用技术近年来受到工程从业者的青睐，与网络信息技术形成新型的交叉学科。
2监测目的
（1）通过自动化监测，掌握基坑施工阶段既有线路结构的动态变化，明确工程施工对运营中的地铁1号线的影响程度，把握施工过程中结构所处的安全状态。（2）用现场实测的结果弥补理论分析的不足，并把监测的结果反馈到设计和施工中，以便采取相应的施工技术措施，如改变施工方法、选择相应的辅助工法等，确保运营中的地铁1号线结构安全。（3）积累监测资料，为地铁保护区域内的其他建设项目施工提供参考。
3监测作业实施方法
根据沿线监测点分布情况，本项目采用3台LeicaTM50全站仪，工作基站布设在监测范围中间位置，8个基准点选取变形影响区外的CPⅢ控制点[通过现场踏勘上行线选取CPⅢ04305、04306（里程位置YDK4+088）、CPⅢ04313、04314（里程位置YDK4+265），下行线选取CPⅢ04305、04306（里程位置ZDK4+115）、CPⅢ04313、04314（里程位置ZDK4+297）作为监测基准点。
4监测方法与数据采集
（1）测量基准点和传递点。基准点布设在监测区间两侧稳定区域，传递点布设在全站仪支架上，保证相邻全站仪可以通视测量。
全站仪手柄上预留安装小棱镜的孔，保证相邻全站仪能观测到即可。（2）从SQL数据库中获取平差点组数据并发送到StarNet软件中。工具软件自动从SQL数据库中获取最新测量的平差点组(基准点和传递点)数据，并按照StarNet软件能够识别的格式进行整理、保存为dat文件。（3）StarNet软件附合三维导线平差。采用最小二乘技术对3D测量网进行平差。软件加载dat文件，并自动执行附合导线平差。（4）将平差后准确的坐标数据返还到SQL数据库中。StarNet软件执行完平差后，工具软件负责将平差后测站点和传递点准确的三维坐标数据返还到SQL数据库中进行更新，基准点不更新。至此，GeoMoS已经获得了监测区间中测站和传递点的准确本维坐标。（5）测站定向。两边全站仪(S1，S3)选择任一基准点进行定向，中间全站仪(S2)选择任一相邻的传递点(S1b，S3f)进行定向。（6）开始监测。
5自动化监测数据处理
监测数据必须及时处理，故要求自动化监测系统能够进行初始条件自动修正（如气象条件、仪器常数等）、测网平差、报表填写、监测点各期坐标值及变形趋势图输出等，做到监测的外业结束时内业亦同步结束。从施工现场采集的监测数据被自动导入数据库进行处理分析后，系统将自动判断施工现场当前所处的状态（安全或预警、报警，根据设计单位给出的监测指标控制值，并将其提前录入系统），最后将用醒目的、具有人性化的界面向用户显示分析结果，例如在沉降和测斜监测结果中用绿颜色表示安全、黄颜色表示预警、而红颜色表示报警。系统提供各参建单位的根据各自纸质报告格式不同编辑形成各自单位的纸质报告模板，在系统中央数据库从工点现场的自动化采集平台采集完成到当天的监测数据后，系统按照模板样式自动生成监测报告并附典型特征监测项目的过程线和分布线。
6数据误差原因分析及相应处理措施
人工监测的监测点是道钉浇筑在车站地面及道床上，人为因素对其影响较小。而此次自动化监测的监测点是棱镜，其部分接触部位是用螺丝拧紧，尽管用胶水加以保护，但地铁轨道内各种施工较多，各类触碰较为频繁，人为因素对其影响较大。故本次监测基点布设较多，可根据数据排除粗差及时改正，其次还加强了巡视监管。人工水准起点为二等水准控制点，人工水准成果更接近真值，TM50短时间测量精度同样能满足要求，但长期受列车运营振动影响，温度、湿度变化影响，在不加修正的情况下，TM50误差会逐渐增大，同时自动化监测起点为隧道内部工作基点，工作基点随时间推移，会出现变形从而产生系统误差。因此需要人工定期通过水准测量方式检查工作基点稳定性情况。基点在不同时段会有轻微变化，可以通过人工水准复测修正自动化基点数据进行处理。之前考虑到系统内部符合精度问题，避免强制改正对系统内部尺寸产生紧张，故目前未进行强制改正。但是长时间监测数据分歧加大，故后期将尝试将其改正到相同系统上。
结束语
通过自动化监测系统的应用，使禾建设方掌握了基坑施工阶段对结构的影响程度，并把监测的结果反馈给设计单位和施工单位，促使他们采取相应的施工技术措施，确保了运营中的地铁的结构安全。实践证明，此自动化监测系统行之有效，可在类似地铁安全监测项目中予以推广应用。
参考文献
[1]刘全海,谢友鹏,赵尘衍.地铁基坑墙体深层水平位移自动化监测应用[J].测绘地理信息,2019,44(06):114-116.
[2]王玉田,范思广,姜福香,姜建,陈立飞.城市地铁车站基坑施工变形监测与数值模拟[J].2019,40(06):1-7.
[3]曹强.地铁自动化监测方案设计与精度分析[J],2019,33(11):1394-1397.
[4]罗勇.数值分析结合自动化监测技术在地铁下穿工程中的应用[J].铁道标准设计,2019,63(03):119-125.