吳 桐，張 堅(jiān)，嚴(yán) 峰，陳金鋒

（1、廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司 廣州510500；2、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州510500）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大中城市規(guī)劃建設(shè)越來越密集，許多城市患上“城市病”，該問題在城市市政設(shè)施建設(shè)中尤其突出。如地上電網(wǎng)、電桿等密布形成的“天空蜘蛛網(wǎng)”現(xiàn)象；地下管線因更新、故障、事故等原因，需反復(fù)開挖路面所導(dǎo)致的“馬路拉鏈”現(xiàn)象等。這些現(xiàn)象不僅影響城市建設(shè)用地的正常使用和市容市貌，還造成了高昂的施工成本與巨大安全隱患［1］。綜合管廊以集約化設(shè)計(jì)為理念，將各城市市政管線進(jìn)行統(tǒng)一化管理，不僅節(jié)約了地上城市建設(shè)空間，同時(shí)也是解決“城市病”的重要手段之一。為此，自2013 年以來，多個城市下發(fā)相關(guān)政策文件，開始全面推進(jìn)城市綜合管廊的建設(shè)［2］。

當(dāng)綜合管廊結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形或破壞而無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)時(shí)，會影響內(nèi)部管網(wǎng)的正常使用，使管線出現(xiàn)損壞甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，進(jìn)而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會影響，因此綜合管廊運(yùn)營期間的健康問題愈發(fā)得到社會各界的重視。近年來不少學(xué)者研究與設(shè)計(jì)了火災(zāi)危險(xiǎn)識別與預(yù)警系統(tǒng)［3］、光纖振動防入侵監(jiān)控系統(tǒng)［4］、管廊環(huán)境感知監(jiān)測系統(tǒng)［5］等管廊的智能監(jiān)測系統(tǒng)。但是，由于地下管廊結(jié)構(gòu)安全是一個集中了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用情況、水文地質(zhì)條件、動荷載等多方面因素綜合影響的復(fù)雜問題，因此對于管廊結(jié)構(gòu)安全及結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用卻鮮有人涉足。

因此本文分析了綜合管廊的結(jié)構(gòu)及其病害特點(diǎn)，然后基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器、通訊及云計(jì)算等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套城市綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)。最后將該監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際管廊工程中進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，相比較于傳統(tǒng)的檢測方法，該監(jiān)控體系能克服地下不良通訊環(huán)境，提高監(jiān)測效率并能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)時(shí)可視化。希望本監(jiān)控系統(tǒng)的研究能為綜合管廊結(jié)構(gòu)監(jiān)測提供新的方法。

1 綜合管廊特點(diǎn)及病害特征分析

地下綜合管廊作為城市的生命線工程，對于促進(jìn)城市的整體發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。但是管廊跨度大、軸向剛度低且容易遭受各類地質(zhì)條件及外界環(huán)境的影響的特點(diǎn)，使其呈現(xiàn)出獨(dú)特的病害特點(diǎn)。如果這些病害不能得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，很可能會引發(fā)其他次生災(zāi)害，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.1 不均勻沉降

綜合管廊多修建于淺層地下且廊體狹長，因而其廊體建設(shè)采用分段拼接鋪設(shè)的方法完成。受覆土差異性、水文地質(zhì)條件改變以及周邊人類活動加卸載等擾動的影響［6］，廊體結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生不均勻沉降，對于地處沿海地區(qū)的富水軟土環(huán)境中的管廊結(jié)構(gòu)，不均勻沉降尤為明顯。另外，管廊基礎(chǔ)工程中多會采用土體回填或換填處理方法，由于管體狹長，換填質(zhì)量參差不齊，很容易造成土體承載性能差異［7］，進(jìn)而導(dǎo)致兩相鄰廊體結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、偏轉(zhuǎn)及沉降差，尤其對于橫向?qū)挾容^大的多艙管廊結(jié)構(gòu)［8］。由此可見受地質(zhì)、水文條件以及外界環(huán)境的影響，廊體結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)不均勻沉降，通常這些不均勻沉降容易集中在管廊的伸縮縫、拼接縫等處。

1.2 裂縫

目前綜合管廊一般采用多段管廊拼接的施工方法，管廊段之間采用后澆帶或其他剛性連接方式連接。當(dāng)管廊出現(xiàn)廊體剛度分布不均勻，或者周圍有過大的地層擾動時(shí)，廊體極容易受不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。同時(shí)受水體或其他有腐蝕性物質(zhì)的影響，廊體也會出現(xiàn)腐蝕裂縫。而當(dāng)廊體結(jié)構(gòu)內(nèi)部或者外部出現(xiàn)超限荷載時(shí)，如地震荷載或地面行車荷載，也會導(dǎo)致廊體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。裂縫的發(fā)展直接影響著整個管廊的健康運(yùn)營。

1.3 收斂變形

管廊隧道在開挖掘進(jìn)后，被挖掘區(qū)域周邊土體會出現(xiàn)地應(yīng)力重分布。進(jìn)而出現(xiàn)隧道周表面土體向隧道洞收攏的變形趨勢，這一變形的趨勢稱為管廊收斂。收斂變形的程度與管廊尺寸、巖體成分、地應(yīng)力、挖掘的方法及支撐物的類型等多因素有關(guān)［9］。當(dāng)管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或隧道開挖支撐方案不合理時(shí)，這種管廊收斂變形會同時(shí)產(chǎn)生管廊不均勻沉降及結(jié)構(gòu)裂縫等病害。

綜上所述，由于綜合管廊的特殊性，受多種因素影響，產(chǎn)生多種病害的幾率較高，因此及時(shí)了解管廊結(jié)構(gòu)病害的發(fā)生、發(fā)展及特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更嚴(yán)重的危險(xiǎn)以前及時(shí)發(fā)出預(yù)警并采取相應(yīng)措施，是保障管廊結(jié)構(gòu)長期運(yùn)營安全使用的一個重要的有效手段。

2 管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測的必要性

2.1 管廊工程的重要性

綜合管廊結(jié)構(gòu)作為近年來興起的城市新型地下集約化市政管網(wǎng)鋪設(shè)方式，其可以同時(shí)安置水、電、氣、熱、通訊等多種市政管線，涉及多個學(xué)科。為了達(dá)到不同管網(wǎng)的安全要求，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求更高，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限往往需要達(dá)到100 年之久［10］。同時(shí)綜合管廊連通城市內(nèi)較廣的區(qū)域，并且埋深較淺，這就使得管廊結(jié)構(gòu)極易受到地上超限荷載及周邊土地?cái)_動等外界因素的影響［11］。

由于設(shè)計(jì)使用時(shí)間長、跨越區(qū)域廣、經(jīng)歷的水文地質(zhì)變化復(fù)雜等原因，綜合管廊在營運(yùn)期間可能會產(chǎn)生多種病害，進(jìn)而導(dǎo)致綜合管廊結(jié)構(gòu)發(fā)生各種事故，并且極易誘發(fā)多災(zāi)種耦合事故。當(dāng)廊體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的不均勻沉降或收斂變形，輕則會使剛接于廊體內(nèi)各管線出現(xiàn)破裂，管廊拼縫拉裂、接縫處的止水帶失效，引起如泄露、火災(zāi)、爆炸、坍塌事故相互轉(zhuǎn)化的災(zāi)害鏈。此外極易衍生出斷水?dāng)嚯姷瘸鞘泄δ芊?wù)中斷［12］，有毒氣體演變?yōu)榭諝馕廴局卸?，有害液體污染水體及環(huán)境等混合事件，重則可能引發(fā)爆炸、路面坍塌等安全事故，甚至還會導(dǎo)致城市服務(wù)功能的中斷。再加上綜合管廊的空間和時(shí)間跨度大，一旦影響到地面建筑，其造成的損失將更難估量。因此必須對管廊結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面而連貫的監(jiān)測，以便更有效地發(fā)現(xiàn)影響管廊結(jié)構(gòu)安全的潛在病害，并采取相應(yīng)的措施，確保管廊運(yùn)營期間的使用安全。

2.2 傳統(tǒng)人工測量的局限性

綜合管廊內(nèi)部空間相對狹長密閉，各種管線與配套設(shè)施繁雜密布。受制于通視、管線阻擋、人員誤差，傳統(tǒng)人工攜帶儀器進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測的方法工作效率很低。同時(shí)，因敷設(shè)線路長，對管廊進(jìn)行多斷面甚至全線檢測監(jiān)測不僅需耗費(fèi)大量人力、物力及時(shí)間，而且存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)少與數(shù)據(jù)碎片化的問題。另外，廊內(nèi)的空氣、溫濕度等地下環(huán)境也不適合檢測人員長時(shí)間留置，所以對管廊安全運(yùn)維及設(shè)備使用等情況難以實(shí)現(xiàn)24 h 實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)管，而且當(dāng)廊內(nèi)工作環(huán)境惡化或出現(xiàn)有毒氣體泄露時(shí)，還會對檢測人員的生命安全帶來威脅。因此需要對管廊實(shí)施自動化智能監(jiān)測。

2.3 管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測理論方法的缺乏性

近幾年發(fā)布的《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范；GB 50911-2013》、《城市綜合管廊檢測與監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：DB22/T 5024-2019》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，皆有提及管廊結(jié)構(gòu)在運(yùn)營期檢測與監(jiān)測的相關(guān)要求，但沒有涉及管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測的具體實(shí)施方案與應(yīng)用等內(nèi)容，相關(guān)監(jiān)測理論與工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)欠缺。同時(shí)，綜合管廊屬于密閉的地下工程，惡劣通訊傳輸條件下監(jiān)測設(shè)備的正常運(yùn)行及數(shù)據(jù)信息上傳等問題，也成為了能否實(shí)現(xiàn)管廊結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測的關(guān)鍵。

綜上，城市綜合管廊是一個城市的“生命線”，涉及到多行業(yè)、多管線、多因素的共同影響，很容易發(fā)生耦合事故，對城市造成巨大損失。而目前相關(guān)的監(jiān)測方法及監(jiān)測方案依然處于匱乏狀態(tài)，同時(shí)，傳統(tǒng)的人工檢測方法在綜合管廊中的工作效率極差，難以適用，因此針對營運(yùn)期綜合管廊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研發(fā)出一套有效的智能監(jiān)控系統(tǒng)極具工程意義。

3 城市綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總則與各功能子層的搭建

結(jié)合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測［13］的概念，城市綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)［14］在管廊結(jié)構(gòu)上布設(shè)智能傳感器，對其結(jié)構(gòu)主體及主要構(gòu)件的收斂變形、裂縫開展、不均勻沉降等典型病害信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測采集，并通過數(shù)據(jù)采集終端、通信技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集與傳輸。在云端可結(jié)合管廊其他監(jiān)測系統(tǒng)所采集到的各類型信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。通過對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析評估，實(shí)現(xiàn)全面有效的管廊結(jié)構(gòu)全生命周期的安全監(jiān)測及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化，并在破壞或危險(xiǎn)出現(xiàn)前及時(shí)發(fā)布報(bào)警預(yù)警信息。城市綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)包括數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)傳輸、云平臺、數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用4個功能子層（見圖1）。

圖1 城市綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Architecture of the Safety Monitoring System for the Urban Comprehensive Pipe Gallery Structure

3.1.1 數(shù)據(jù)感知模塊

數(shù)據(jù)感知模塊主要是通過各類智能傳感器及監(jiān)測儀器設(shè)備，對管廊主體結(jié)構(gòu)內(nèi)一個或局部多個斷面中存在的收斂變形、裂縫開展、管片錯動、不均勻沉降、應(yīng)力突變、異常振動等病害，對其物理變化量信息進(jìn)行自動化測量，實(shí)現(xiàn)對管廊結(jié)構(gòu)變化的實(shí)時(shí)感知。然后，結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)中的智能巡檢模塊，日常巡檢人員通過使用工業(yè)智能機(jī)并基于智能巡檢APP 任務(wù)驅(qū)動式開展巡檢工作，在現(xiàn)場對管廊結(jié)構(gòu)基本信息、管線工作、廊內(nèi)運(yùn)營及周邊環(huán)境等情況進(jìn)行無紙化記錄采集，通過拍攝照片實(shí)現(xiàn)更直觀地記錄管廊損傷情況，同時(shí)，定期采用三維激光掃描儀［15-16］快速、全面掃描管廊內(nèi)部全斷面表明情況，通過海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)管廊結(jié)構(gòu)的三維重建。最后，將各類現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息匯聚到綜合數(shù)據(jù)采集儀中，采集儀再通過通信模塊將監(jiān)測信息上傳到互聯(lián)網(wǎng)。

3.1.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)傳輸模塊將感知模塊各類監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心間數(shù)據(jù)信息的全時(shí)段互聯(lián)互通?，F(xiàn)場傳感器一般采用Modbus 協(xié)議通過RS485 物理層與監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合采集儀相連，并通過DTU 將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP 數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)上云?；诰C合管廊的工程特點(diǎn)，對于通信條件十分惡劣的管段，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行耘c實(shí)時(shí)性難以保障，則需要對數(shù)據(jù)傳輸模塊的通信能力進(jìn)行增強(qiáng)，如通過光纖光纜串聯(lián)信號中繼器的方式，將信號引至管廊檢測井、通風(fēng)口等地，或通過使用泄露同軸電纜來實(shí)現(xiàn)廊內(nèi)通信［17］。亦可采用自主搭建通信網(wǎng)絡(luò)［18］，如Lo?Ra等低功耗局域網(wǎng)絡(luò)。

3.1.3 云平臺

基于海量IT資源池構(gòu)成的云平臺虛擬服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的云上搭建與運(yùn)行。針對管廊線路長、覆蓋面廣、結(jié)構(gòu)特殊等特點(diǎn)，憑借云平臺彈性可擴(kuò)展的優(yōu)勢，可以滿足未來對安全監(jiān)控系統(tǒng)中內(nèi)容、斷面與項(xiàng)目等功能增減的需求，并能實(shí)現(xiàn)與其他管廊監(jiān)測系統(tǒng)高效融合。利用云平臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算與處理能力，根據(jù)不同的模型算法對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理，得到直觀、連續(xù)的管廊結(jié)構(gòu)病害變化信息線圖，而海量點(diǎn)云掃描數(shù)據(jù)還可以生成管廊全斷面三維模型。該系統(tǒng)還囊括了項(xiàng)目管理、測點(diǎn)控制、預(yù)報(bào)警值設(shè)置、相關(guān)規(guī)范知識庫、巡檢記錄等功能子塊以及自動預(yù)報(bào)警功能。云平臺還能對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定可靠的存儲與歸檔，大數(shù)據(jù)信息檔案不僅能滿足管廊安全運(yùn)維的日常監(jiān)控需求，還能讓監(jiān)控人員更全面地分析與評估管廊的結(jié)構(gòu)安全性。

3.1.4 數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用模塊

數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用模塊主要包括管廊安全可視化監(jiān)控、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)下載、信息查詢以及預(yù)報(bào)警信息發(fā)布等模塊。監(jiān)控人員可在各種客戶端通過登陸云平臺隨時(shí)隨地了解管廊結(jié)構(gòu)的安全動態(tài)，快速查詢和下載管廊安全評估所需的數(shù)據(jù)信息，一鍵獲取圖文并茂的監(jiān)測報(bào)告。同時(shí)，用戶也可在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常的第一時(shí)間獲取預(yù)警信息，以便其及時(shí)采取相應(yīng)的措施，防止安全事故的發(fā)生。另外，監(jiān)控人員也可根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目的需要與各種突發(fā)情況，實(shí)時(shí)與現(xiàn)場感知模塊或巡檢人員進(jìn)行交互。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用測試

為了測試本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，本系統(tǒng)選擇了廣州市中心城區(qū)地下綜合管廊項(xiàng)目某已完工的盾構(gòu)區(qū)間為其應(yīng)用試驗(yàn)段。該區(qū)間線路沿地面高程為4.30～9.05 m，管廊隧道采用預(yù)制混凝土平板型管片襯砌，襯砌環(huán)外徑6 000 mm，內(nèi)徑5 400 mm，管片寬度1 500 mm，厚度300 mm，拼裝時(shí)采用錯縫拼裝、彎螺栓連接。目前該管廊相鄰地鐵車站正在進(jìn)行基坑開挖作業(yè)（見圖2），會對既有運(yùn)營管廊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動；然后地鐵隧道盾構(gòu)施工通過后，其3 號出入口及2 號風(fēng)亭組的建設(shè)將進(jìn)行基坑上跨管廊施工，也可能引發(fā)管廊區(qū)間變形。因此在管廊內(nèi)適合處選取3個連續(xù)斷面進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用測試，使其能監(jiān)測管廊相鄰地鐵車站基坑開挖及施工擾動等因素對管廊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場情況Fig.2 The Site Condition of the Pipe Gallery Structure Safety Monitoring Project

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)感知模塊現(xiàn)場布設(shè)Fig.3 On-site Deployment Method of Data Perception Module of Monitoring System

利用監(jiān)控系統(tǒng)針對收斂變形、裂縫開展、不均勻沉降3個典型的管廊結(jié)構(gòu)病害進(jìn)行自動化監(jiān)測（見圖3），通過在斷面兩腰處與廊底處設(shè)置激光測距傳感器對管廊結(jié)構(gòu)收斂變形進(jìn)行監(jiān)測，在相鄰2 塊管片交接處設(shè)置振弦式測縫傳感器［19］對拼縫開裂進(jìn)行監(jiān)測，在連續(xù)的2個斷面的同側(cè)等高廊體腰部各設(shè)置1個靜力水準(zhǔn)傳感器［20-21］，實(shí)現(xiàn)對斷面廊體不均勻沉降情況的監(jiān)測。綜合數(shù)據(jù)采集儀對各傳感器所測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化采集并通過DTU實(shí)時(shí)上傳到云平臺，云上監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、處理并把結(jié)果存儲在云端服務(wù)器中，相關(guān)監(jiān)測及現(xiàn)場巡檢人員可從客戶端即時(shí)查閱各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握管廊結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)控動態(tài)。

該管廊監(jiān)測斷面中不均勻沉降變化實(shí)時(shí)上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖4 所示，圖4 中所呈現(xiàn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)能穩(wěn)定、連貫且及時(shí)地反映監(jiān)測參數(shù)的變化情況，由此可以掌握相鄰各斷面的沉降情況與變化趨勢，并且可以看出各測量值都處于安全允許的變化范圍內(nèi)，說明相鄰車站基坑開挖施工暫未對管廊結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響。

圖4 傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)折線Fig.4 A Line Graph of Real-time Sensor Monitoring Data

管廊現(xiàn)場智能巡檢上傳的現(xiàn)場巡檢信息如圖5所示，結(jié)合移動式三維激光掃描儀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)所生成的高清管廊三維模型。動態(tài)模型可以高度還原地下管廊現(xiàn)場的情況，模型將圖3 中各監(jiān)測參數(shù)的變化值進(jìn)行整合，所以可以通過可視化中的不同模塊精細(xì)觀察某一監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)際情況，同時(shí)也可以通過選擇及時(shí)輸出該監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測值的具體變化曲線圖。該系統(tǒng)能讓監(jiān)控人員更為真實(shí)、直觀且方便地了解管廊結(jié)構(gòu)整體安全狀況。

圖5 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測三維可視化功能展示Fig.5 Monitoring 3D Visualization Function Display Interface of the Monitoring System

4 結(jié)論

城市綜合管廊匯集水、電、氣、熱、通訊等多種市政管線，成為了城市的“生命”線。由于其使用年限久、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，因此極易受外界影響而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害，并造成耦合事故，但因目前相關(guān)監(jiān)測理論的缺乏及傳統(tǒng)人工監(jiān)測方法的局限，難以實(shí)現(xiàn)智能、有效的管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控。

本文通過數(shù)據(jù)感知模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、云平臺及數(shù)據(jù)處理模塊等搭建了綜合管廊結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控系統(tǒng)。試驗(yàn)測試表明，該系統(tǒng)能克服地下工程通訊環(huán)境差的難題，實(shí)現(xiàn)對管廊結(jié)構(gòu)病害進(jìn)行自動化實(shí)時(shí)監(jiān)測，使監(jiān)測數(shù)據(jù)可以及時(shí)、穩(wěn)定地上傳到云平臺，大幅度提高監(jiān)測效率。同時(shí)，該監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場巡檢與三維掃描信息，可以生成高清管廊三維模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測對象的動態(tài)可視化。而基于云平臺的監(jiān)控系統(tǒng)通過對海量異構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理與分析，還能詮釋管廊結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理與變化趨勢。

可見該智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)不僅能提高監(jiān)測效率，確保綜合管廊營運(yùn)安全，還能為相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的編寫及其他管廊的結(jié)構(gòu)監(jiān)測應(yīng)用累積監(jiān)測數(shù)據(jù)與工程經(jīng)驗(yàn)。