[发明专利]一种高铁隧道运营期有轨监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种高铁隧道运营期有轨监测系统及方法，涉及高铁地震信号监测技术领域。考虑运营监测数据的实时性、监测路线的灵活性、监测范围的全面性等因素，对于监测装置的移动监测，沿纵向和环向布设监测轨道；设置两环向监测轨道之间线路为一段监测线路单元，监测模块组中两监测模块由轨道两端出发并同时同速移动，最终同时到达路线终点；中控平台发射控制信号给监测模块，监测模块运行并通过无线宽频检波器将高铁地震信号数据无线传输给监测信号接收器，监测信号经处理、储存传输给中控平台；监测信号处理完成后，经过中控平台传输给预警中心，当某监测数据相关参数超过阈值时，预警系统发出警报。

技术领域

本发明涉及高铁地震信号监测技术领域，特别是指一种高铁隧道运营期有轨监测系统及方法。

背景技术

高铁作为一种可重复性人工震源，在运营期间高铁行驶产生的震动对路基、桥梁、隧道以及周边建筑物均有影响，随着高铁地震以及环境变化，隧道支护结构可能发生老化，隧道围岩内部可能发生一定范围的损伤甚至破坏。因此，高铁隧道运营的围岩监测十分重要，尤其是穿越地质条件差、围岩破碎、高寒地区的隧道或者特长隧道，如辽西隧道、大梁山隧道、丰顺隧道等，对于围岩破碎或者重大隧道工程的运营，应实时监测高铁隧道围岩是否存在破裂损伤前兆来保证高铁行驶安全。高铁隧道运营安全监测需要保证监测范围的全面性、监测的实时性、监测线路的灵活性，以保障高铁安全运营。

国内外大部分学者针对高铁隧道围岩的变形进行监测，监测方法多应用于高铁隧道施工过程，所使用的监测设备多为光学传感器。在高铁运营监测中，部分研究者对隧道变形或者轨道振动监测，缺乏涉及到围岩性质的实时监测，而实际监测中大多是依靠全站仪进行人力监测，监测效率低，缺乏具有实时性、可靠性、经济性的监测系统，容易造成隧道检测和维护时间较长，严重影响高铁运营的情况。

发明内容

针对现有监测的不足，本发明提供了一种高铁隧道运营期有轨监测系统及方法，具备监测数据实时传输、监测范围大、监测线路灵活的优点，解决了现有高铁运营期监测效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高铁隧道运营期有轨监测系统及方法，包括如下步骤：

步骤一：布设监测轨道

考虑运营监测数据的实时性、监测路线的灵活性、监测范围的全面性等因素，对于监测装置的移动监测，沿纵向和环向布设监测轨道。

步骤二：规划监测路线

设置两环向监测轨道之间线路为一段监测线路单元，监测模块组中两监测模块由轨道两端出发并同时同速移动，最终同时到达路线终点。

步骤三:运行监测系统

中控平台发射控制信号给监测模块，监测模块运行并通过无线宽频检波器将高铁地震信号数据无线传输给监测信号接收器，监测信号经处理、储存传输给中控平台。

步骤四：运行预警系统

监测信号处理完成后，经过中控平台传输给预警中心，预警中心根据数据储存器中的数据库设定不同监测位置的监测数据相关参数阈值，当某参数超过阈值时，预警系统发出警报。

进一步的，所述步骤一中沿纵向布设监测轨道，以隧道断面形心为圆心，沿仰拱每30°布设一条纵向监测轨道，沿隧道走向每隔50m布设一条环向监测轨道。

进一步的，所述步骤二中两监测模块依靠第三轨道供电，并且有固定装置以进行定点监测。

进一步的，所述步骤二中两监测模块布置在拱顶两端最下方纵向监测轨道，规划的监测路线应使监测模块走完线路单元内的所有纵向轨道。

进一步的，所述步骤二中路线终点位于监测线路单元顶部的纵向轨道中间，挡板在路线终点分隔两监测模块。