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摘要：近年來隨著城市的發展，軌道交通成為多數人出行選擇的交通工具，于是大量建設軌道交通成為一個城市發展的必備條件。在城市軌道交通工程建設中，軌道交通工程監測也是一項必備的建設要求。本文作者根據工程實際需要與變形監測的基本原理、作業流程，開發了城市軌道交通工程監測數據分析管理程序，介紹了該程序的基本設計思想、主要功能，并對程序應用進行了詳細的說明。

關鍵詞：城市軌道交通；變形監測；監測數據分析；數據管理程序

成都軌道交通18號線是位于成都市區與成都天府國際機場之間的快線，亦是一條兼顧市域客流和機場客流的復合線。該線起始于成都南站，向南延伸覆蓋天府新區、中央商務區，直至天府新站，之后沿成都三岔湖旅游快速通道向東穿越龍泉山后到達機場南站，再向北進入成都天府國際機場航站樓。線路全長66.16km，共設車站12座；其中龍泉山隧道施工也成為一大難題，由于線路要穿越9700m的高瓦斯隧道，成為全國第一條穿越高瓦斯地層的軌道交通工程；因而該工程地質條件復雜、施工難度大。施工方在確保安全的前提下促進高效生產，加強超前地質預報和監控量測工作，實現對瓦斯情況的24小時不間斷監控，有效預防并消除安全隱患，確保隧道順利施工。在施工運營期間，軌道周邊建筑物以及吊車軌道的基礎均發生了不均勻沉降，這極大地影響了吊車的正常安全運行。為保證吊車的安全運行，對可能出現的過量沉降能提前進行預報，需要對運營期的吊車軌道基礎進行長期監測，同時考慮到現場的實際情況，從而設計了測量機器人自動化變形監測的監測模式。

1監測方案設計

整個系統為無人值守的自動化變形監測系統。為提高工程的測量精度，增加測量頻率，經設備比選，采用TM50或TM30型自動測量機器人和Geo-MoS自動監測軟件的數據采集部分構成的測量機器人自動化監測系統實施自動化監測。另外，單獨設置一個數字氣象儀的觀測站（通電、通光纖），對區域氣象環境進行實時采集，從而對測量值進行實時修正。整個監測系統主要由三部分組成：（1）觀測傳感器——用TM50或TM30自動全站儀。（2）控制參考點和變形點監測——棱鏡。（3）現場及室內控制系統——數據采集與監測數據分析管理軟件。

2監測數據分析管理程序

2.1程序設計思想。城市軌道交通工程變形監測的基本原理，為了監測工程建筑物的水平（垂直)位移，需要對布設的控制網進行多次高精度的重復觀測，并對各期控制網進行平差計算，便可求得各點在不同時期的變化量。引起點的位移變化，可能是由測量誤差引起的,也可能是點位確實存在移動，所以對兩期點的位移變化量要進行顯著性檢驗。如果位移變化顯著，然后再利用回歸分析等曲線擬合的方法擬合出它的變形規律，用來預報以后的點位移量。本系統根據工程變形監測的基本原理、作業流程和數據處理流程，其總體設計如圖1。系統在設計時還考慮到變形監測的現代化。外業采集數據的儀器自動化程度很高，一般可以獨立生成固有格式的觀測數據文件，通過電纜就可以把原始觀測數據導入數據分析處理程序系統里，詳細流程圖如圖2。2.2監測數據分析管理程序的主要功能。開發的數據分析管理程序Analyzer是為了分析和管理通過變形監測系統采集的監測數據。數據分析管理程序Analyzer主要的功能包括：（1）建立相應的數據庫及數據庫中的表文件。（2）將監測系統采集的數據更新至指定的數據庫文件。（3）打開某個數據庫文件，顯示監測數據。（4）通過選擇監測的軌道，以圖形方式顯示監測網與監測點。（5）選擇某個監測點，可以查看其所有的監測數據。（6）選擇監測日期，可以查看當天的監測數據。（7）工程屬性的查看與修改等管理。（8）顯示監測點的X方向、Y方向、Z方向的變形位移曲線。（9）對監測數據生成日報表、月報表及總報表的形式輸出或打印。本程序設計上采用面向對象開發方法，程序代碼具有較好的易讀性和可擴展性，為以后程序的功能的完善和擴展做了良好的基礎。2.3監測數據分析管理程序的說明本系統采用VisualC++6.0作為開發工具，在VS.NET2015平臺上開發，以Access作為基本的數據庫系統，以Excel形式生成報表，以Dxf格式作為圖形輸出格式。在軟件模塊編寫過程中，采用工程化管理，在算法設計上，基本思想就是減少人工干預，選擇先進成熟的數學模型。用戶在使用過程中，操作方便、界面友好，實現了變形監測內外業數據處理的自動化、規范化，為變形監測物的安全運營提供精確可靠的變形監測數據。程序運行通過新建數據庫文件，并將監測數據更新到數據庫文件中，或者直接打開已存在監測數據的數據庫文件，在左側控制欄中選擇軌道序號，可以顯示監測網圖如圖3。通過選擇需要查看監測數據的監測點及該監測點的所有監測數據，與該點在X方向變形量變化圖如圖4。通過選擇需要查看監測數據的監測日期及該日期的所有監測數據。最后，可通過選擇報表模板，將監測數據以報表的形式輸出。數據庫模塊是該系統數據的存貯和交換的主要承載體，是系統的核心。它的功能如下：數據輸入和存儲功能：可以進行原始觀測數據、平差結果數據、變形分析成果等數據入庫管理，而且還能在數據庫中手工輸入相應的觀測數據，進行平差、變形分析等功能。查詢功能：可對工程的任一觀測期的任何數據進行查詢，并對有關數據進行修改，還可打印輸出。報表打印功能：可打印任一期的成果表、變形分析表，以及任一監測點的變形過程曲線圖、監測網圖等。由于一個監測網的觀測數據量很大，需要對它進行很好的組織。如以監測數據為例，其測量數據以結構體形式組織，它包括監測點編號、監測日期、監測時間、監測點名、監測軌道、監測設置、采集方式、X坐標、Y坐標、Z坐標等字段。

3結語

作者在工程監測進行中，根據工程的實際需要開發了城市軌道監測數據分析管理程序，該程序考慮到變形監測現代化、網絡化，形變分析也要現代化、網絡化，采用數據與結果進行圖形與數字方式顯示，去發現監測物的變形量，解決了傳統的變形分析的一些弊端。對各期變形觀測數據進行數據庫化管理，除了可以查看各期原始數據外，還可以查看每期的結果數據、網圖、變形量圖、形變過程曲線。并且對不同時間的監測數據，系統都進行入庫管理，使得相互之間比較性更加直觀化。另外程序在設計上采用了新穎的界面排列，使程序的操作更加直觀，對主要功能都設置了工具條按鈕，也使程序操作更便捷。程序還可以對用戶的各種誤操作給出建議性指導，而且在使用該程序時，不需要很深的專業技術，使其更加大眾化。當然，本程序有些功能還需要要進一步完善，以滿足城市軌道監測工程進一步的需求。

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作者:王德貞 倪家明 王曉燕 單位:1.德陽極地勘測有限公司 2. 四川城市職業學院