城市轨道交通结构安全
智能监测预警平台解决方案
目录
1、背景与需求
2、传统监测手段的瓶颈
3、地铁施工期安全监测解决方案
4、地铁运营期安全监测解决方案
5、地铁保护区巡查解决方案
6、地铁安全云监测平台
7、岩蚁轨道交通安全监测案例
一、背景与需求
国内地铁运营建设现状截止2018年1月全国30多个城市地铁线路165条，运营里程达5033公里
截止2020年，各城市在建规划线路里程5894.8公里
日均客流人数4.3亿人地铁开通城市分布呈东部多，西部少。
东部盾构区间居多，西南轻轨+隧道居多。
地铁隧道通常位于软弱破碎岩层，地质稳定性差。
如果对地铁隧道变形控制不力，将会出现围岩迅速松弛，发生隧道冒顶坍方、地表沉降、建筑物管线等变形，危及地铁结构本体及周边建（构）筑物等安全
2017年深圳地铁11号线红树湾—后海区间方向接触网受损，全线停运。
地铁车头受损，造成大面积乘客滞留。
2009年上海地铁1号线发生车辆侧撞时间。
地铁车头受损，
国家政策
政策解读
截至目前，全国有43个城市的轨道交通建设规划获得批复，规划总里程约8600公里。
城市轨道交通平均每公里投资7亿元，按照规划测算，一年投资超过3000亿元。
《国家一、二等水准测量规范》（GB 12897-2006）；
《城市轨道交通工程测量规范》（GB 50308-2008）；
《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；
《地面沉降水准测量规范》（DZ/T 0154-95）；
《工程测量规范》（GB50026-2007）；
《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）；
《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》建质[2010]5号；
二、传统监测手段的瓶颈
传统监测手段的瓶颈
效率低下
专业人员
环境恶劣
管理困难
决策缓慢
监测新时代
物联网
云计算
大数据
自动化
人工智能
施工期监测
传统监测的瓶颈新型监测
恶劣的环境中如何保证人员安全
从测工监测转化为施工指导意见
需要很长的时间
监测频率低，无法及时预警，无法
真正避免突发事故自动化，半自动监测大大降低人员需求数据实时回传，实时分析，实时展示
，综合管理工程进度、项目信息、工
程健康状况，管理人员在指挥中心实
时掌控
短信、电话、邮件、微信、声光多
种预警方式实时预警，确保危险信
息及时预警
保护区安全监测
临近项目施工时，无法达到保护区监测的高频率
监测预警会导致临近项目停工，作为监测出资方施加的压力，人工监测数据真实性如何保证
面对临近项目的高强度施工，无法及时预警
岩蚁监测系统，可软件控制监测频率，在已实施的隧道对穿项目中，隧道位移监测最大频率达到10分钟/次
设备自动采集，自动结算，专业模型分析，系统数据管理。
人员无法干扰原始数据，让数据：真实、精准、科学、可靠。
无法监测地铁运行期间存在的变形传统监测的瓶颈
新型监测
短信、电话、邮件、微信、声光多种预警方式实时预警，确保危险信息及时预警
地铁巡查
极大的依赖人员的专业性和责任心，巡查效果何以保障
数据实时上传，管理人员可远程统筹，确保巡查工作落到实处。
信息加入监测系统，同监测数据共同分析，建立完整的分析模型。
资料多以书面和口头报告的形式，缺乏数据支持，且管理困难，可追溯性差。
传统监测的瓶颈
新型监测
现场照片直接同位置、时间、人员以及现场初步诊断信息关联，信息有效性大大提高。
长期运营监测效益分析
•传统监测
•
岩蚁监测方案
备注：数据分析参考，按照监测线路10公里，每50米布设一个监测断面，设有一个沉降监测点，一个裂缝监测点，一对收敛监测点。
共400个沉降点，400个裂缝点，800个收敛点。
监测频率按照平均每3天一次。
费用减半
序号项目单价（万元/年）
数量时间合计（万元）
备注
1
全站仪
7
20
3
420
设备价格：35万元，5年折旧计算
2水准仪 1.220372
设备价格：6万元，5年折旧计算
3裂缝计14001400设备价格：1万（不可重复利用）4
测量附件
50
11
50
不可重复利用
5工程师103039006测工790
318907车辆61031808
其它
5
103
150
设备投入
人员投入
其他投入合计
4062万元
序号项目单价（万元/年）
数量时间合计（万元）
备注
1智能激光收敛系统0.44003480设备价格：2万元，5年折旧计算
2
水准仪 1.2237.2设备价格：6万元，5年折旧计算
3静力水准系
统24001800设备价格：2万元，（不可重复利用）
4裂缝计14001400设备价格：1万（不可重复利用）
5
岩蚁监测系
统
3139软件价格：30万，10年折旧计算
6测量附件501
150不可重复利用
7工程师1033908测工79
31899车辆6233610
其它
5
2
3
30
人员投入其他投入合计
2091.2万元
设备投入
地铁保护区监测效益
设备投入
序号项目单价单位数量合计备注
1全站仪7年428设备价格：35万元，5年折旧计算
2监测系统 1.5年23系统监测：15万元，10年折旧计算
3通讯费 1.5年23固定IP和手机通讯费
4测量附件5次15计算两次重复利用
人员投入
5工程师10年2201人
6测工7年4282人
其他投入
7车辆2年24采用自动化监测很少需要去现场
8其它2年24其它费用相应减少
成本合计95
自动化监测年费用
备注：数据分析参考，某项目隧道监测范围500米，共计断面50条，每断面5个监测点，共计250个监测点；监测内容：隧道水平位移、隧道水平收敛、隧道垂直收敛、隧道沉降、轨道差异沉降等；监测周期：每4小时一
次可控的监测频率，随时召测自动报表生成，智能化办公精确的数据采集，专业解算模型
实时预警，确保监测安全
三、地铁施工期安全监测解决方案
地铁基坑监测系统架构
第三方
服务器
施工监测主要内容
静力水准
使用静力水准能是测量局部区域的沉降变化的有效手段。
水准测量
使用电子水准仪进行精密水准导线测量是地铁基坑和
周边监测的常用形式。
配合刚尺的传统高程
测量方式。
液压原理的高程测量
方式。
测斜仪
通过在基坑支护结构等关键结构安装测斜仪，监测倾斜位移变化。
全站仪测量
通过全站仪观测基坑关键点设置的棱镜，计算
得到基坑结构变形。
精确获取平面的测量方式。
监测倾斜变化的便捷方式。
地下水和轴力监测
裂缝监测
实时监测裂缝相对位移参数，提高工作效率。
隧道断面监测--智能激光测距
全站仪隧道监测
增大监测区域，有效节约成本
隧道水平与垂直位移监测
⏹水平位移
⏹垂直位移
利用隧道断面4号点或者
1号点的Z 值解算。
利用隧道断面3号或者5号点
的X 值进行解算。
隧道水平收敛与竖向收敛监测⏹水平收敛
⏹竖向收敛
利用布置在隧道腰线3号、5号监测点的三维坐标进行解算。
⏹断面
利用断面所有监测点的实时坐标得到断面现状图。
利用4号, 2 号或者6 号监测点的三维坐标进行解算。
四、地铁运营期安全监测解决方案
地铁结构变形的成因
地层隆起
既有地铁周边的工程项目不同的线路敷设形式
地铁运营
沉降监测
隧道断面监测--三维激光扫描
隧道断面监测--三维激光扫描
地铁自动化监测方案
重点区域自动化监测
高性能测量机器人和一体化监测终端的天作之合。
地铁隧道形变的完全掌控。
实时在线遥控
RocMoS自动化变形监测系统
二、安装基准点棱镜、监测L型棱镜，全站仪支架、电源接线、配电柜
L型棱镜圆型棱镜航空插座配电柜
地铁自动化监测方案
三、现场实地勘察、确定设站点、基准点及监测点位置
RocMoS自动化变形监测系统
单站监测方案示意图：
地铁隧道结构监测项目
垂直位移差异沉降
竖向收敛
拱顶沉降管片挤压水平收敛
水平位移
垂直度断面
组网监测方案
对于监测区域较大、伴有曲
线等因素对视线通视造成影
响的地铁变形监测系统，需
要由多台全站仪组网协议运
行，才能满足监测要求。
五、地铁保护区巡查解决方案
地铁保护区巡查背景
地铁保护区巡查原有方式与弊端
地铁保护区自动巡查系统
城市轨道交通保护区巡查系统
地铁巡检系统
城市轨道交通保护区巡查软件
路径导航与电子围栏
事件录入与事件上报
城市轨道交通保护区巡查指挥中心系统
•“指挥中心系统”主要实
现人员、任务管理，实时
监控工作人员的位置信息。
用户按权限进行划分，
系统管理员：创建项目、
管理用户、管理所有数据。
班组组长：只能管理本
组内的数据。
观察者：查
看所有数据，只有读数据
的权限，没有写的权限。