專利名稱：路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路、公路路基等基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，用于路基表面沉降穩(wěn)定性安全預(yù)警；具體涉及一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法，本發(fā)明還涉及一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵路、公路路基表面，特別是路橋過渡段等在施工過程及施工完成之后，道路沉降控制始終是個難題。工程投入使用后，路基表面下沉現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，給鐵路行車安全、公路交通安全帶來諸多隱患。因此，開發(fā)路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警有十分重要的安全意義。
國內(nèi)外在路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警研究方面尚少，截至目前，尚未見集路基沉降數(shù)值模型以及三維可視化安全預(yù)警平臺于一體的路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字 預(yù)警方面的文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法，本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)；使用本發(fā)明提供的方法與系統(tǒng)，能夠?qū)崟r連續(xù)監(jiān)測路基表面沉降穩(wěn)定性，并將路基表面沉降數(shù)據(jù)實時連續(xù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)測主機，遠程監(jiān)測主機根據(jù)逐級變形數(shù)據(jù)，完成對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法，包括下述步驟
a.選擇被研究路基作為遠程三維數(shù)字安全預(yù)警方法實施的對象；收集該路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料；
b.以步驟a所得路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料為依據(jù)，由遠程計算機基于連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC3d建立路基沉降數(shù)值模型；
c.遠程計算機基于VTK(VisualizationToolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立三維可視化安全預(yù)警平臺；
d.在路基選定合適檢測點安裝數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀，采集路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸且加載到遠程計算機建立的路基沉降數(shù)值模型；
e.路基沉降數(shù)值模型將得到的路基表面沉降實測變形值與路基表面沉降閾值進行比較分析后，對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警，并通過三維可視化安全預(yù)警平臺進行展現(xiàn)；所有預(yù)警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至相關(guān)管理人員的手機，從而完成路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警。本發(fā)明解決上述另一技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，包括靜力水準(zhǔn)儀；其特征在于還包括依次連接的自動化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠程計算機；靜力水準(zhǔn)儀與自動化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接；自動化數(shù)據(jù)采集儀輸出端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站與互聯(lián)網(wǎng)之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠程計算機連接，遠程計算機連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與手機無線信號通訊連接。在路基選定合適檢測點安裝數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀。本發(fā)明提供了一種基于靜力水準(zhǔn)儀的路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警技術(shù)。本發(fā)明基于路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料與FLAC3d技術(shù)建立路基沉降數(shù)值模型；并基于VTK商業(yè)軟件系統(tǒng)建立三維可視化安全預(yù)警平臺；通過路基安裝的靜力水準(zhǔn)儀采集路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩暨h程計算機，由路基沉降數(shù)值模型將得到的路基表面沉降實測變形值與路基表面沉降閾值進行比較分析后，對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警，并通過三維可視化安全預(yù)警平臺進行展現(xiàn)；所有預(yù)警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至相關(guān)管理人員的手機，完成路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警。使鐵路、公路管理相關(guān)人員根據(jù)預(yù)警信息及時采取預(yù)防措施，提高 行車和交通安全性。


圖I是路基布置的靜力水準(zhǔn)儀、自動化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀的俯視 圖2是靜力水準(zhǔn)儀布置縱剖面圖。圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。圖中1 一靜力水準(zhǔn)儀，2 —自動化數(shù)據(jù)采集儀，3 — GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，4 一路基，5—通信發(fā)射基站，6—商用衛(wèi)星，7—通信接收基站，8—互聯(lián)網(wǎng)，9一遠程計算機，10—F2003GSMDTU短信模塊，11一手機。
具體實施例方式 系統(tǒng)實施例如圖I與圖3所示一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，包括數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀I，還包括依次連接的自動化數(shù)據(jù)采集儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站5、商用衛(wèi)星6、通信接收基站7、互聯(lián)網(wǎng)8及遠程計算機9 ;數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀I按序串接后與自動化數(shù)據(jù)采集儀2輸入端有線連接；自動化數(shù)據(jù)采集儀2輸出端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站5、商用衛(wèi)星6、通信接收基站7與互聯(lián)網(wǎng)8之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)8與遠程計算機9連接，遠程計算機9連接有F2003GSMDTU短信模塊10，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊10與多個手機11無線信號通訊連接。圖I與圖2示出數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀I的布設(shè)情況在路基4設(shè)置數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀1，路基4還設(shè)置有自動化數(shù)據(jù)采集儀2和GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3。遠程計算機9建立有路基沉降數(shù)值模型以及三維可視化安全預(yù)警平臺；路基沉降數(shù)值模型的建立是基于FLAC3d軟件以及路基設(shè)計參數(shù)和施工填筑記錄資料；三維可視化安全預(yù)警平臺基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)。方法實施例
(I)選擇被研究路基作為遠程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)實施的對象；收集該路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料；
(2)以步驟(I)所得施工資料為依據(jù)，由遠程計算機基于連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC3d建立路基沉降數(shù)值模型；
(3)遠程計算機基于VTK(VisualizationToolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立三維可視化安全預(yù)警平臺；
(4)在路基選定合適檢測點安裝靜力水準(zhǔn)儀1，采集路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過自動化數(shù)據(jù)采集儀2發(fā)送至GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，再通過GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3附近通信發(fā)射基站5發(fā)至商用衛(wèi)星6，之后傳輸?shù)酵ㄐ沤邮栈?，并進入互聯(lián)網(wǎng)8傳輸?shù)接脩粲嬎銠C9且調(diào)用路基沉降數(shù)值模型； (5)路基沉降數(shù)值模型將得到的實測路基表面沉降實測變形值與數(shù)值分析得到的路基表面沉降閾值進行比較分析后，對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警，并通過三維可視化安全預(yù)警平臺進行展現(xiàn)；所有預(yù)警信息通過與計算機連接的短信模塊10，以手機短信方式發(fā)送至相關(guān)管理人員的手機11，從而完成路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警。
權(quán)利要求
1.一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法，其特征在于包括下述步驟 a.選擇被研究路基作為遠程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)實施的對象；收集該路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料； b.以步驟a所得施工資料為依據(jù)，由遠程計算機基于連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC3d建立路基沉降數(shù)值模型； c.遠程計算機基于VTK(VisualizationToolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立三維可視化安全預(yù)警平臺； d.在路基選定合適檢測點安裝靜力水準(zhǔn)儀，采集路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸并加載到遠程計算機建立的路基沉降數(shù)值模型； e.路基沉降數(shù)值模型將得到的路基表面沉降實測變形值與路基表面沉降閾值進行比 較分析后，對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警，并通過三維可視化安全預(yù)警平臺進行展現(xiàn)；所有預(yù)警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至相關(guān)管理人員的手機，從而完成路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警。
2.如權(quán)利要求I所述的一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警方法，其特征在于步驟e采集的路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過自動化數(shù)據(jù)采集儀發(fā)送至GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，再通過GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀附近的通信發(fā)射基站發(fā)送至商用衛(wèi)星，之后傳輸?shù)酵ㄐ沤邮栈荆M入互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)接脩暨h程計算機并調(diào)用路基沉降數(shù)值模型。
3.一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，包括數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀；其特征在于還包括依次連接的自動化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠程計算機；靜力水準(zhǔn)儀與自動化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接；自動化數(shù)據(jù)采集儀輸出端無線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站與互聯(lián)網(wǎng)之間依次無線信號通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠程計算機連接，遠程計算機連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與手機無線信號通訊連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于數(shù)個靜力水準(zhǔn)儀按序串接后與自動化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在路基；自動化數(shù)據(jù)采集儀和GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置在路基。
6.如權(quán)利要求5所述的一種路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于 F2003GSMDTU短信模塊與多個手機無線信號通訊連接。
全文摘要
本發(fā)明基于路基設(shè)計參數(shù)以及施工填筑記錄資料與FLAC3D技術(shù)建立路基沉降數(shù)值模型；并基于VTK商業(yè)軟件系統(tǒng)建立三維可視化安全預(yù)警平臺；通過路基安裝的靜力水準(zhǔn)儀采集路基表面沉降實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩暨h程計算機，由路基沉降數(shù)值模型將得到的路基表面沉降實測變形值與路基表面沉降閾值進行比較分析后，對路基表面沉降穩(wěn)定性進行分級預(yù)警，并通過三維可視化安全預(yù)警平臺進行展現(xiàn)；所有預(yù)警信息通過與計算機連接的短信模塊，以手機短信方式發(fā)送至相關(guān)管理人員的手機，完成路基表面沉降遠程智能三維數(shù)字預(yù)警。使鐵路、公路管理相關(guān)人員根據(jù)預(yù)警信息及時采取預(yù)防措施，提高行車和交通安全性。
文檔編號G01C5/00GK102829759SQ20121031604
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者唐述林 申請人:中鐵二十一局集團有限公司