車載式地鐵隧道斷面掃描檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國城市軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會廣泛關(guān)注的問題。地鐵運營階段因時間跨度大、影響因素復雜、一旦隧道發(fā)生變形，有可能會影響到地鐵安全運營，留下安全隱患。由于地鐵隧道斷面變形的漸變性和長期性，為了能夠?qū)Φ罔F隧道的安全狀況進行健康監(jiān)測，本文研究設(shè)計車載式隧道斷面掃描檢測系統(tǒng)，采集地鐵隧道斷面的變形數(shù)據(jù)，并利用斷面擬合處理技術(shù)進行分析處理，實現(xiàn)隧道變形的監(jiān)測并建立隧道變形預警機制。本文基于大量理論和實驗基礎(chǔ)，并結(jié)合上海科委

2、資助項目：“地鐵隧道變形自動監(jiān)測系統(tǒng)研究”課題，對設(shè)計車載地鐵隧道斷面變形檢測系統(tǒng)進行了研究分析。 本文首先通過研究該檢測系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計比較了檢測系統(tǒng)的整體方案，詳細說明了隧道斷面坐標測量的方法與過程，采用光電編碼器采集隧道檢測車縱向坐標，并利用地鐵數(shù)字軌道電路信號消除其縱向累計誤差。然后分析了系統(tǒng)硬件設(shè)備的選擇，選取OMRONCP1L型PLC對激光測距儀進行控制，并采用無線通訊器將檢測數(shù)據(jù)傳輸至上位監(jiān)控計算機。并利用OM

3、RON公司CX—Programmer軟件設(shè)計檢測系統(tǒng)程序，并研究了PLC與上位機的通訊。 考慮到檢測車在行駛過程中的振動會對斷面測量產(chǎn)生誤差，本文提出了通過在檢測車上安裝陀螺儀和加速度計，利用軌道線路特性和車輛振動模型的方法對動態(tài)檢測數(shù)據(jù)進行振動補償，有效提高系統(tǒng)檢測精度。最后通過大量的實驗和模擬分析，研究了幾種不同的斷面擬合方法及其效果，算出隧道斷面在相對坐標系和絕對坐標系下的方程和激光測距儀的分布形式對系統(tǒng)精度的影響。