[发明专利]一种基于VR仿真技术的盾构隧道智能监测系统

说明书

本发明涉及一种基于VR仿真技术的盾构隧道智能监测系统，其特征在于，包括：分布式光纤位移传感器，分布式光纤温度传感器，光纤光栅位移传感器，VR仿真装置，包括相互连接的数据分析单元和和VR虚拟展示单元，所述的数据分析单元与分布式光纤位移传感器、分布式光纤温度传感器和光纤光栅位移传感器无线连接，所述的数据分析单元用于实时计算盾构隧道的结构内力数据，所述的VR虚拟展示单元用于将数据分析部件得到的结构内力数据绘制出盾构隧道的结构病害效果图，并以VR的形式展示给使用者。与现有技术相比，本发明具有监测反馈迅速、展示效果逼真、应用不受作业范围局限等优点。

技术领域

本发明涉及一种交通领域安全状态监测技术，尤其是涉及一种基于VR仿真技术的盾构隧道智能监测系统。

背景技术

随着城市地铁的大力发展，盾构法作为安全、环保、快速的建设手段，在地铁隧道修建中得到了广泛应用。然而，在施工及运营阶段，既有地铁盾构隧道结构会受到新建构筑物近接施工、车辆振动、弥散电流、侵蚀介质等因素的影响，衬砌结构收敛变形、开裂、掉块、渗漏水、接头张开、错台等不同程度的病害也开始频繁出现，因此监测盾构隧道的结构安全状态是保证地铁正常运营的重要前提。

由于盾构隧道结构病害的类型较多，根据单一病害指标判定结构的安全状态太过片面，常规的监测系统均是通过人工或测量仪器搜集各个结构病害相应的数据，管理者对测试数据进行分析及评估。这种方法往往耗费大量的时间，容易延误结构病害治理的时机；同时，阅读大量的数据文本不仅筛选繁琐，还不利于管理者做出快速正确的决策。因此，在盾构隧道结构安全监测领域方面，欠缺一套能够快速监测结构病害、准确判断安全状态、真实感知盾构隧道结构变化信息的智能监测系统。

专利号为CN201210349272.3的专利技术公开了一种基于智能传感器网络的隧道病害应急监测方法，将隧道内部渗漏水与结构体的变形量分别作为表征隧道工程病害的两类基本指标，采用集成多种传感器的智能传感器的多组节点以及基站构成的智能传感器网络，对隧道内部渗漏水以及结构体开裂、压坏、脱落、错台及变形缝张开等重要的病害特征进行应急监测，并完成对隧道病害损伤与安全及健康状态的定量评价。该技术方案采用了智能传感器网络来实现对隧道病害的实时监控以及定量的评价，但其并未公开如何给出一种面向于使用者的友好、直观的数据显示方法，以此用于快速的快速监测结构病害和准确判断安全状态。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于VR仿真技术的盾构隧道智能监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于VR仿真技术的盾构隧道智能监测系统，包括：

分布式光纤位移传感器，沿管片环向走向布设于盾构隧道中部，其用于监测盾构隧道环向每一块管片的变形量，以此检测盾构隧道结构的收敛变形值；

分布式光纤温度传感器，平行于分布式光纤位移传感器设置，其用于检测出温度场突变区域，以此检测盾构隧道渗漏的位置坐标；

光纤光栅位移传感器，设于盾构隧道结构纵缝的边缘部位、拱腰及拱底处的环缝部位，其用于测量两个光纤光栅反射中心波长发生的漂移，以此来检测盾构隧道结构接缝的张开，错台以及接缝处裂缝的宽度；

VR仿真装置，包括相互连接的数据分析单元和和VR虚拟展示单元，所述的数据分析部件与传感器无线连接，所述的数据分析部件用于采集传感器获得的结构病害数据，并实时计算盾构隧道的结构内力数据，所述的VR虚拟展示部件用于将数据分析部件得到的结构内力数据绘制出盾构隧道的结构病害效果图，并以VR的形式展示给使用者。

进一步地，所述的分布式光纤位移传感器、分布式光纤温度传感器和光纤光栅位移传感器上均设有ZigBee协调器，ZigBee协调器用于将传感器检测得到的结构病害信息传送给数据分析单元。