一種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和可視化監(jiān)控模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括光纖陀螺儀與全站儀，光纖陀螺儀通過(guò)連接設(shè)備與全站儀組合連接成一個(gè)整體；數(shù)據(jù)傳輸模塊包括數(shù)據(jù)傳輸單元和無(wú)線路由，數(shù)據(jù)傳輸單元與無(wú)線路由連接；可視化監(jiān)控模塊包括主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)接發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊和調(diào)控模塊；數(shù)據(jù)傳輸單元通過(guò)串口與全站儀直接連接，無(wú)線路由通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接發(fā)模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸給可視化監(jiān)控模塊進(jìn)行處理。本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】—種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于城市電纜隧道施工監(jiān)測(cè)測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電纜隧道工程為高壓線進(jìn)城開辟了新的通道，成為解決城市供電主要方法，因此電纜隧道建設(shè)蓬勃發(fā)展，進(jìn)而針對(duì)電纜隧道施工測(cè)量和運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題展開了一系列的研究。
[0003]電纜隧道的施工必須要布設(shè)高精度的控制網(wǎng)，包括隧道外的控制網(wǎng)和隧道內(nèi)的精密導(dǎo)線網(wǎng)。隧道控制網(wǎng)的布設(shè)，通常情況下根據(jù)隧道長(zhǎng)度和地形條件，隧道外采用GPS方法建立平面控制網(wǎng)，隧道內(nèi)采用全站儀方法建立精密導(dǎo)線網(wǎng)。隧道內(nèi)的導(dǎo)線網(wǎng)是隧道掘進(jìn)施工的基礎(chǔ)，是確保貫通的重要保障，其精度的高低直接影響掘進(jìn)的工作質(zhì)量的好壞。
[0004]聯(lián)系測(cè)量就是將地面測(cè)量坐標(biāo)傳遞到井下，使地上、地下采用同一坐標(biāo)系統(tǒng)。隧道外的控制網(wǎng)是隧道內(nèi)的導(dǎo)線網(wǎng)的基礎(chǔ)，需要通過(guò)聯(lián)系測(cè)量將隧道外地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角傳遞到隧道內(nèi)。傳統(tǒng)的作業(yè)模式，不僅要進(jìn)行坐標(biāo)的傳遞，還需要進(jìn)行方位的傳遞，作業(yè)過(guò)程復(fù)雜，而且工作量大。可以采用陀螺經(jīng)緯儀或者陀螺全站儀直接進(jìn)行定向，省去方位傳遞的工作，但是現(xiàn)有的陀螺經(jīng)緯儀、陀螺全站儀雖然能滿足要求，但是設(shè)備笨重且價(jià)格昂貴，該類儀器的儀器常數(shù)標(biāo)定和定向操作過(guò)程也較為復(fù)雜。
[0005]為了保證施工安全正常地進(jìn)行，需要在隧道掘進(jìn)過(guò)程實(shí)時(shí)地對(duì)隧道進(jìn)行監(jiān)控，測(cè)量采集隧道表面的數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)控軟件進(jìn)行計(jì)算分析當(dāng)前隧道施工的狀態(tài)，以確保施工的質(zhì)量。傳統(tǒng)的施工監(jiān)控模式，是先進(jìn)行隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，通過(guò)檢測(cè)軟件計(jì)算分析得到檢測(cè)結(jié)果。因此傳統(tǒng)的施工監(jiān)控模式存在以下的不足:
[0006]( I)測(cè)量與數(shù)據(jù)分析，不能保持連貫性，更不能實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控分析，而且這一操作過(guò)程必須要測(cè)量人員一直在施工現(xiàn)場(chǎng)；
[0007](2)監(jiān)控模式落后，不能實(shí)時(shí)得到監(jiān)控結(jié)果，耗費(fèi)大量人力，監(jiān)控效率低下。
[0008]雖然目前出現(xiàn)了一些改進(jìn)的措施，在一些地鐵隧道項(xiàng)目中，已開始將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與DTU (無(wú)線傳輸單元)結(jié)合進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與指令的交互，但是這種模式需要在每個(gè)監(jiān)測(cè)站設(shè)置工控機(jī)作為伺服器，全站儀與工控機(jī)連接，工控機(jī)再與DTU連接，耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力。
[0009]所以，目前城市電纜隧道施工迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的可視化監(jiān)控系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)。
[0011]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和可視化監(jiān)控模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸給所述的可視化監(jiān)控模塊進(jìn)行處理；其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括光纖陀螺儀與全站儀，所述的光纖陀螺儀通過(guò)連接設(shè)備與全站儀組合連接成一個(gè)整體；所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括數(shù)據(jù)傳輸單元和無(wú)線路由，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元與所述的無(wú)線路由連接；所述的可視化監(jiān)控模塊包括主控計(jì)算機(jī)，所述的主控計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)接發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊和調(diào)控模塊；所述的數(shù)據(jù)傳輸單元通過(guò)串口與所述的全站儀直接連接，所述的無(wú)線路由通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述的主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接發(fā)模塊連接。
[0012]作為優(yōu)選，所述的光纖陀螺儀的陀螺軸與所述的全站儀視準(zhǔn)軸平行，垂直于所述的全站儀橫軸，所述的光纖陀螺儀能隨所述的全站儀的望遠(yuǎn)鏡一同在豎直平面自由旋轉(zhuǎn)。
[0013]作為優(yōu)選，所述的全站儀上設(shè)置有數(shù)據(jù)接發(fā)模塊。
[0014]作為優(yōu)選，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元內(nèi)部集成有CPU控制模塊、GPRS無(wú)線通訊模塊和電源模塊。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016](I)采用光纖陀螺儀進(jìn)行電纜隧道內(nèi)定向:
[0017]城市電纜隧道工程環(huán)境下，受洞內(nèi)通視條件的限制，聯(lián)系測(cè)量工作相對(duì)復(fù)雜且工作量大，導(dǎo)線測(cè)量的精度較差，尤其是隨著掘進(jìn)距離的增加，精度很難保證。本實(shí)用新型將光纖陀螺儀與全站儀組合，簡(jiǎn)化了導(dǎo)線測(cè)量施工工藝，極大的改善了隧道施工的靈活性，提高了電纜隧道聯(lián)系測(cè)量及導(dǎo)線測(cè)量的精度，確保了隧道的貫通；
[0018](2)改變傳統(tǒng)的隧道監(jiān)控模式，節(jié)省成本:
[0019]本實(shí)用新型對(duì)以往的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行改進(jìn)，省去工控機(jī)，全站儀直接連接數(shù)據(jù)傳輸單元，通過(guò)全站儀上設(shè)置的數(shù)據(jù)接發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和指令的接收，使得施工現(xiàn)場(chǎng)全站儀與主控計(jì)算機(jī)建立遠(yuǎn)程無(wú)線通訊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與測(cè)量指令的實(shí)時(shí)發(fā)送與接收；
[0020](3)主控計(jì)算機(jī)的顯示模塊可視化輸出施工狀態(tài)和施工質(zhì)量信息，確保對(duì)施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1:是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2:是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的陀螺儀/全站儀組合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。
[0024]請(qǐng)見圖1、圖2，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)傳輸模塊2和可視化監(jiān)控模塊3 ;數(shù)據(jù)采集模塊I包括光纖陀螺儀11與全站儀12，全站儀12上設(shè)置有數(shù)據(jù)接發(fā)模塊；光纖陀螺儀11通過(guò)連接設(shè)備與全站儀12組合連接成一個(gè)整體，光纖陀螺儀11的陀螺軸與全站儀12視準(zhǔn)軸平行，垂直于全站儀12橫軸，光纖陀螺儀11能隨全站儀12的望遠(yuǎn)鏡一同在豎直平面自由旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)傳輸模塊2包括數(shù)據(jù)傳輸單元21和無(wú)線路由22，數(shù)據(jù)傳輸單元21內(nèi)部集成有CPU控制模塊、GPRS無(wú)線通訊模塊和電源模塊，數(shù)據(jù)傳輸單元21與無(wú)線路由22連接；可視化監(jiān)控模塊3包括主控計(jì)算機(jī)31，主控計(jì)算機(jī)31包括數(shù)據(jù)接發(fā)模塊311、數(shù)據(jù)處理模塊312、顯示模塊313和調(diào)控模塊314 ;數(shù)據(jù)傳輸單元21通過(guò)串口與全站儀12直接連接，無(wú)線路由22通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與主控計(jì)算機(jī)31的數(shù)據(jù)接發(fā)模塊311連接，數(shù)據(jù)采集模塊I采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊2傳輸給可視化監(jiān)控模塊3進(jìn)行處理。
[0025]為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸模塊2的核心裝置為DTU，DTU (Data Transfer unit,數(shù)據(jù)傳輸單元)，是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無(wú)線終端設(shè)備。其內(nèi)部集成了 CPU控制模塊、GPRS無(wú)線通訊模塊以及電源模塊。在外接電源的情況下，通過(guò)串口直接連接全站儀12，并設(shè)置一系列串口參數(shù)，與全站儀12保持一致。
[0026]本實(shí)用新型工作時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集全站儀12結(jié)合光纖陀螺儀11完成，通過(guò)光纖陀螺儀11獲取真北方位，進(jìn)而確定全站儀12的起始方向，給出全站儀12的初始姿態(tài)信息，然后通過(guò)全站儀12采集盾構(gòu)機(jī)、隧道表面等對(duì)象的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)數(shù)據(jù)，在全站儀12進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，每完成一次測(cè)量任務(wù)就會(huì)觸發(fā)一次全站儀12機(jī)載數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸給數(shù)據(jù)傳輸單元21，由數(shù)據(jù)傳輸單元21將其轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)包，通過(guò)無(wú)線路由22發(fā)送到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，主控計(jì)算機(jī)31通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收到由數(shù)據(jù)傳輸單元21發(fā)送來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)，
[0027]主控計(jì)算機(jī)31對(duì)獲得施工過(guò)程的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)信息(光纖陀螺儀11和全站儀12觀測(cè)結(jié)果)，經(jīng)過(guò)主控計(jì)算機(jī)31的數(shù)據(jù)處理模塊312解算，通過(guò)顯示模塊313進(jìn)行可視化輸出，進(jìn)而實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前隧道信息，如施工狀態(tài)、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量等信息。通過(guò)將當(dāng)前監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(施工狀態(tài)信息)與設(shè)計(jì)值(預(yù)計(jì)值)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)施工狀態(tài)信息偏離預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，觸發(fā)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控模塊314，并通過(guò)調(diào)控模塊314發(fā)送指令，對(duì)當(dāng)前施工狀態(tài)信息進(jìn)行糾正；同時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊312實(shí)時(shí)更新；從而確保隧道施工的安全和質(zhì)量。
[0028]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)和可視化監(jiān)控模塊(3)，所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)傳輸給所述的可視化監(jiān)控模塊(3)進(jìn)行處理；其特征在于: 所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)包括光纖陀螺儀(11)與全站儀(12)，所述的光纖陀螺儀(11)通過(guò)連接設(shè)備與全站儀(12)組合連接成一個(gè)整體； 所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊(2 )包括數(shù)據(jù)傳輸單元(21)和無(wú)線路由(22 )，所述的數(shù)據(jù)傳輸單元(21)與所述的無(wú)線路由(22 )連接； 所述的可視化監(jiān)控模塊(3)包括主控計(jì)算機(jī)(31 )，所述的主控計(jì)算機(jī)(31)包括數(shù)據(jù)接發(fā)模塊(311)、數(shù)據(jù)處理模塊(312)、顯示模塊(313)和調(diào)控模塊(314)； 所述的數(shù)據(jù)傳輸單元(21)通過(guò)串口與所述的全站儀(12)直接連接，所述的無(wú)線路由(22)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述的主控計(jì)算機(jī)(31)的數(shù)據(jù)接發(fā)模塊(311)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖陀螺儀(11)的陀螺軸與所述的全站儀(12)視準(zhǔn)軸平行，垂直于所述的全站儀(12)橫軸，所述的光纖陀螺儀(11)能隨所述的全站儀(12)的望遠(yuǎn)鏡一同在豎直平面自由旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的全站儀(12)上設(shè)置有數(shù)據(jù)接發(fā)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市電纜隧道施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)傳輸單元(21)內(nèi)部集成有CPU控制模塊、GPRS無(wú)線通訊模塊和電源模塊。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203422659SQ201320552480
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】馮發(fā)杰, 花向紅, 孟泱, 金銀龍, 陳西江 申請(qǐng)人:湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院, 武漢大學(xué)