本發(fā)明屬于變形監(jiān)測技術領域，具體涉及一種城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著國內(nèi)城市軌道交通的快速發(fā)展，步入運營期的軌道交通里程迅速增加。隨著新的軌道交通線路的增加和既有線路運營期的延長，以及城市軌道交通沿線物業(yè)開發(fā)越來越活躍，及時、動態(tài)監(jiān)測城市軌道交通既有結(jié)構狀況，尤其是隧道設施的結(jié)構狀況，用以評價城市軌道交通結(jié)構健康狀態(tài)，指導城市軌道交通結(jié)構的維護、維修及保養(yǎng)，是保障城市軌道交通結(jié)構安全、運營安全，保障廣大市民的人身安全的重要手段。

為了掌握城市軌道交通隧道結(jié)構的變形情況，需要對隧道結(jié)構進行定期監(jiān)測。基于測量機器人的監(jiān)測平臺具有自動測量、高效率、高精度、監(jiān)測信息全面等優(yōu)點，目前在國內(nèi)得到較大的應用與推廣。目前國內(nèi)外雖然已有多家單位進行了基于測量機器人的自動化監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)，但大多數(shù)采取的是單機模式，該監(jiān)測方式在軌道交通結(jié)構變形監(jiān)測應用過程中暴露出一系列缺點，具體如下：

1、監(jiān)測數(shù)據(jù)實時性差、多項目管理不方便、數(shù)據(jù)跨平臺訪問慢等缺點；

2、管理人員需要登陸多個項目管理后臺才能對多個項目后臺進行管理，不夠人性化而且效率不高；

3、以上兩點嚴重影響整個結(jié)構變形監(jiān)測平臺的穩(wěn)定性、可靠性和適用性。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了多項目多測站的同步集中管理，通過優(yōu)化平臺的結(jié)構設計確保了分散工程內(nèi)容的唯一性和可控性，提高了平臺的運行效率和穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)管理訪問中，使用VPN網(wǎng)關，該技術保證了通過客戶端訪問服務器的安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術方案予以實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，包括多個測站系統(tǒng)、一個服務器和多個客戶端；每個測站系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡與服務器連接；所述服務器通過VPN網(wǎng)關分別與每個所述客戶端連接；所有測站系統(tǒng)實時將各自采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器，所述服務器對每個測站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行處理，供客戶端調(diào)用。

進一步地，所述VPN網(wǎng)關通過Web service接口與客戶端連接。

進一步地，所述服務器還設有預警模塊，用于發(fā)送警報信息至測站項目的責任人。

進一步地，所述測站系統(tǒng)包括測量機器人、工控機和數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述測量機器人通過Y型電纜與工控機的COM端口連接；所述工控機通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)傳輸裝置連接；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置DTU與通過無線網(wǎng)絡與所述服務器連接。

進一步地，連接所述工控機與數(shù)據(jù)傳輸裝置的網(wǎng)絡為在公網(wǎng)上通過VPN建立的專屬加密局域網(wǎng)。

進一步地，每個所述測站系統(tǒng)都設有不間斷供電的電源模組。

進一步地，所述電源模組包括串聯(lián)連接的空氣開關、UPS不間斷電源和工業(yè)電源。

進一步地，所述Y型電纜與工控機的COM端口之間還設有USB繼電器。

進一步地，所述無線網(wǎng)絡為GPRS、3G或4G網(wǎng)絡。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了監(jiān)測自動化與監(jiān)測成果信息化的結(jié)合，整個系統(tǒng)可管理多項目、多測站，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及運行效率。在軌道交通自動化監(jiān)測中實現(xiàn)了設計、施工和業(yè)主監(jiān)測信息的實時共享及在應急處理上的協(xié)同作業(yè)，方便業(yè)主、施工單位、運營單位的協(xié)同作業(yè)。

同時，客戶端在訪問服務器使用了VPN網(wǎng)絡技術，確保服務器數(shù)據(jù)的安全性。另外，整個系統(tǒng)的結(jié)構簡單，穩(wěn)定可靠，易于實現(xiàn)且方便調(diào)試和擴展。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本發(fā)明的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖2是本發(fā)明的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)中測站系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。

圖中：

1：測站系統(tǒng)

11：測量機器人 12：工控機 13：數(shù)據(jù)傳輸裝置

14：電源模組 15：USB繼電器

141：空氣開關 142：UPS不間斷電源 143：工業(yè)電源

2：服務器 3：客戶端

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，包括有多個測站系統(tǒng)1、一個服務器2和多個客戶端3。

所述測站系統(tǒng)1用于在多個項目、多個測站采集在軌道交通結(jié)構中的各種數(shù)據(jù)信息，包括監(jiān)測多個斷面、基準點的水平角、高度角、平距等的測量。其中，每個所述測站系統(tǒng)1是通過GPRS、3G、4G或同等功能的無線網(wǎng)絡與服務器2進行連接，具有分組數(shù)據(jù)進行高速傳輸?shù)奶攸c。客戶端3則可以是設置有不同權限的客戶，相互獨立。

所述服務器2與客戶端3之間采用VPN網(wǎng)關的形式進行連接，目的在于保證了用戶使用客戶端3獲取服務器2的相關數(shù)據(jù)的安全性。具體地，所述VPN網(wǎng)關設置有固定的公網(wǎng)地址，用戶在遠程就可以通過下載安裝VPN客戶端與VPN網(wǎng)關建立聯(lián)系，并通過USBKEY驗證其身份，通過后按照VPN網(wǎng)關賦予給用戶的權限才可訪問服務器2。

所述城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，首先通過各個測站系統(tǒng)1各自采集各項數(shù)據(jù)信息，然后將該數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務器2進行處理，具體包括存儲、計算、分析、評價和管理等，并形成成果報告、變形曲線、收斂曲線等展示給不同權限的用戶。該服務器2的以上各功能處理則是利用的現(xiàn)有技術進行。

其中，所述VPN網(wǎng)關又通過Web service接口與客戶端3連接，目的在于實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的跨平臺訪問即無縫傳輸。所述Web service是一個應用組件，它邏輯性的為其他應用程序提供數(shù)據(jù)與服務。各應用程序通過網(wǎng)絡協(xié)議和規(guī)定的一些標準數(shù)據(jù)格式(Http，XML，Soap)來訪問Web Service，通過Web Service內(nèi)部執(zhí)行得到所需結(jié)果。在本實施例所述的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)中服務器2的數(shù)據(jù)庫訪問通過Web service技術實現(xiàn)，Web Service完全基于XML(可擴展標記語言)、XSD(XML Schema)等獨立于平臺、獨立于軟件供應商的標準，是創(chuàng)建可互操作的、分布式應用程序的新工具，與Web service接口連接的XML解析模塊將XML流反序列化處理，還原為監(jiān)測數(shù)據(jù)；平臺在數(shù)據(jù)管理訪問技術中，使用Web service技術，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的跨平臺訪問及無縫傳輸。

其中，所述測站系統(tǒng)1具體包括測量機器人11、工控機12和數(shù)據(jù)傳輸裝置(DTU)13，所述測量機器人11用于采集各種數(shù)據(jù)信息，通過Y型電纜與工控機12的COM端口連接。該電纜連接的方式保證了測量機器人11實時采集的各項數(shù)據(jù)信息被輸出至所述工控機12；所述工控機12用于發(fā)出控制指令至所述測量機器人11根據(jù)具體指令進行監(jiān)測，采集對應的數(shù)據(jù)信息，其通過網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)傳輸裝置13連接；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置12與通過GPRS、3G、4G等具有同等功效的無線網(wǎng)絡與所述服務器2連接。

所述測量機器人11是嚴格參照行業(yè)標準規(guī)范、限差要求和現(xiàn)場情況，利用固化測量流程和成果形式等方法實現(xiàn)了自動化監(jiān)測從原始數(shù)據(jù)到監(jiān)測成果的規(guī)范和受控。

其中，所述工控機12具體是通過局域網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)傳輸裝置13連接，該局域網(wǎng)為VPN在公網(wǎng)上建立的加密私有局域網(wǎng)，該種連接方式，可以在無線網(wǎng)絡中斷的過程中，所述各項信息也不會丟失，都存儲于工控機1內(nèi)，等到無線網(wǎng)絡恢復后，則各項信息補充上傳至服務器2。該過程就大大避免了現(xiàn)有完全依賴與無線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的造成數(shù)據(jù)丟失以及無法上傳的問題。

為了進一步提升整個系統(tǒng)在監(jiān)測過程中的警示功能，所述服務器2還設有預警模塊，用于發(fā)送警報信息至測站項目的責任人。結(jié)合具體實際，如果隧道結(jié)構發(fā)生較大位移，那么隧道內(nèi)的測量機器人11會采集到異常數(shù)據(jù)，工控機12將收集到的這些異常數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌鳎c服務器內(nèi)存儲的歷史數(shù)據(jù)進行比對分析，待確認較大的位移變形后進行系統(tǒng)預警，并發(fā)送短信到指定的責任人員，告知某項目某測站出現(xiàn)較大位移。

同時，為了保證測站系統(tǒng)的不間斷工作，其設有不間斷供電的電源模組14，其具體包括串聯(lián)連接的空氣開關141、UPS不間斷電源142和工業(yè)電源143；所述空氣開關141、UPS不間斷電源142和工業(yè)電源143串聯(lián)連接，其中所述空氣開關141是一種集控制和多種保護功能與一體的開關，其對電路中電流超過額定電流會自動斷開，從而起到保護測量機器人11的作用。所述工業(yè)電源143用于提供所述的測量機器人11工作時的電源，所述UPS不間斷電源142則是在工業(yè)電源143出現(xiàn)意外斷電后，可以提供測量機器人11繼續(xù)工作，從而確保測量機器人11在整個工作過程中不出現(xiàn)中斷。由于該電源模組14也是同時受控于工控機12，因此其在測量機器人11出現(xiàn)異常情況，沒有按照預設指令工作時，則需要通軟件重啟復位進行異常修正，但是也存在軟件重啟后依然無法修正時，則需要對測量機器人11外部斷電處理達到硬重啟的目的。因此，所述UPS不間斷電源142可以在工控機12的控制下斷開供電，實現(xiàn)了硬重啟的目的。

所述Y型電纜與工控機12的COM端口之間還設有USB繼電器15。所述測量機器人11長期在惡劣的監(jiān)測環(huán)境中工作，難免會出現(xiàn)一些異常情況，當測量機器人11處于死機狀態(tài)無法對指令進行回應時，此時只能通過USB繼電器15控制測量機器人11的電源的通斷，對測量機器人進行硬重啟。

本發(fā)明所述的城市軌道交通結(jié)構變形的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了監(jiān)測自動化與監(jiān)測成果信息化的結(jié)合，整個系統(tǒng)可管理多項目、多測站，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及運行效率。在軌道交通自動化監(jiān)測中實現(xiàn)了設計、施工和業(yè)主監(jiān)測信息的實時共享及在應急處理上的協(xié)同作業(yè)，方便業(yè)主、施工單位、運營單位的協(xié)同作業(yè)。

同時，客戶端3在訪問服務器使用了VPN網(wǎng)絡技術，確保服務器數(shù)據(jù)的安全性。另外，整個系統(tǒng)的結(jié)構簡單，穩(wěn)定可靠，易于實現(xiàn)且方便調(diào)試和擴展。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。