项目案例

杭州某地铁自动化监测项目
发布时间:2026-11-10   发布人:欧感科技
 
METRO TUNNEL · AUTOMATIC MONITORING

地铁隧道自动化安全监测解决方案

地铁隧道工程采用盾构法或矿山法施工,区域地质条件复杂,存在软土地层、富水地层等复杂地况,且周边建筑物密集、地下管线众多,施工安全风险高。运营期地铁周边施工会对既有结构产生变形、裂缝甚至坍塌风险,实时掌控施工期间结构变化、在监测数据指导下施工至关重要。

本项目针对地铁隧道建立完善的自动化监测预警系统,采用机器视觉位移计、激光测距仪、静力水准仪、表面应变计、一体式裂缝计五类专业设备,覆盖拱顶沉降、净空收敛、出入口沉降、衬砌结构应力、裂缝五大测项,实现风险区域高精度实时监测,保障地铁结构安全。

5类
监测测项覆盖
5类
专业监测设备
5m
拱顶断面间距
7×24h
全天候自动监测预警
CAM-01 / METRO TUNNEL
LIVE
地铁隧道现场实景
 
BACKGROUND & CHALLENGES

项目背景与监测难点

 
01

地质复杂风险高

软土地层、富水地层等复杂地况,周边建筑物密集、地下管线众多,施工安全风险高,结构变形隐患大。

02

结构变形威胁大

运营期地铁周边施工会使既有结构产生变形、裂缝甚至坍塌风险,一旦失控将威胁运营安全与乘客生命财产。

03

人工监测效率低

人工巡检频次有限、无法连续观测,沉降、收敛、应力等微小变化难以捕捉,隐患往往在事后才被发现。

04

多维指标需协同

拱顶沉降、净空收敛、出入口沉降、衬砌应力、裂缝多种指标交织,需多设备协同、多源数据融合综合评判。

05

预警响应不及时

缺少实时监测与自动报警手段,突发情况下无法第一时间通知相关人员,难以防止结构损伤加剧引发安全事故。

06

作业窗口时间紧

设备安装需在地铁停运时段进行,监测频次要求高(施工期每30分钟一次),需快速部署、稳定可靠。

MONITORING CONTENT & SYSTEM

监测内容与系统架构

 

依据《城市轨道交通工程监测技术规范》等标准布点,覆盖拱顶沉降、净空收敛、出入口沉降、衬砌结构应力、裂缝五大测项,构建变形监测、环境监测、视频监测为一体的自动化监测系统

拱顶沉降 · 机器视觉

隧道拱顶每隔5米布设监测断面,机器视觉位移计识别靶标图像,测量拱顶竖向沉降,兼作净空收敛监测。

安装于隧道拱腰精度±0.2mm

净空收敛 · 激光测距

隧道两侧拱腰处布设管片结构净空收敛监测点,激光测距仪测量两点间距离变化,反映隧道净空收敛情况。

安装于两侧拱腰精度±1.5mm

出入口沉降 · 静力水准

地铁出入口每隔5米左右布设监测点,静力水准仪基于连通器原理,监测出入口相对于基准点的沉降变化。

安装于出入口结构角点精度0.1mm

衬砌应力 · 表面应变计

布设在拱顶、拱脚、墙中、墙脚、仰拱中部等部位,每个监测断面每项不少于5个监测点,监测衬砌应力应变变化。

安装于隧道管片量程3000με

裂缝 · 一体式裂缝计

选取应力变化较大部位或宽度较大的裂缝,在裂缝最宽处及首、末端按组布设,每组2个监测点分置裂缝两侧。

安装于隧道管片量程0~1000mm
LAYER 01
感知层
机器视觉+激光测距
静力水准+应变计
裂缝计
→
LAYER 02
采集传输层
OG-SZ501采集终端
光纤/4G无线传输
Modbus协议转换
→
LAYER 03
云平台层
欧感云平台B/S架构
三维可视化展示
多租户子平台
→
LAYER 04
分析预警
三级预警分级
短信推送+报警前确认
大屏/手机APP
LAYOUT-01
地铁隧道监测布点方案总览
拱顶每5m一个断面 + 两侧拱腰收敛测点 + 出入口结构角点沉降测点(间距≤10m),施工期每30分钟采集一次
CORE EQUIPMENT

核心应用设备

 
OG-CZ03 静力水准仪
SETTLEMENT

高精稳磁式静力水准仪

基于连通器原理,通过测量相互联通储液罐液面高度与基准点液面的相对变化,反推各测点沉降量,高精度、高稳定性、温漂系数小。

量程 0~300mm可定制
精度 0.1mm
分辨率 0.01mm
输出 RS485-RTU
防护 IP67
温度 -40~85℃
更新频率10Hz工作电流<50mA
OG-VIS-2501 机器视觉位移计
 
MACHINE VISION

机器视觉位移计

在待测结构上布设靶标,视觉仪识别靶标图像,通过图像增强边缘计算将图像转化为二维位移数据,无线上传至远程监测云平台。

测距 10m~200m
精度 ±0.2mm
频率 最高20Hz
量程 6m@50m
防护 IP67
防雷 6kV浪涌
水平+垂直双向内置恒温±0.1℃
OG-JG05 激光测距仪
 
LASER RANGING

中远距离激光测距仪

基于相位差式测量法,利用激光调制信号发射与接收的相位差计算距离,速度快、精度高,含40m和80m两种量程版本。

精度 ±1.5mm+0.5%D
量程 最远80m
速率 快速20Hz
功耗 最大0.72W
防护 IP67
协议 Modbus RTU
宽电压DC9-36V体积76×60×21mm
OG-SZ501 数据采集仪
DATA COLLECTOR

智能低功耗数据采集仪

超紧凑、高性能、低功耗的多频段4G无线通信终端,配套物联云平台实现远程数据采集、监控、分析、报警,支持数据异常剔除再滤波。

接口 RS485最多64设备
供电 7800mAh+太阳能
待机 ≤20μA
网络 GSM 4G
防护 IP67
协议 MODBUS-TCP
定时/告警唤醒异常剔除再滤波
WHY US

方案优势与解决问题

 
01 · MULTI-SENSOR

多源融合立体监测

五类设备协同,数据融合评判

核心优势
  • 机器视觉、激光测距、静力水准、应变计、裂缝计多手段协同
  • 多源数据融合分析,消除仪器间系统误差
  • 覆盖沉降、收敛、应力、裂缝全维度结构安全状态
解决问题
  • 单一指标无法判断隧道整体安全状态的问题
  • 不同监测仪器间系统误差导致结果偏差的问题
02 · UNIFIED PROTOCOL

统一协议分层组网

四级架构,冗余可靠抗干扰

核心优势
  • 现场采集→区域汇聚→核心传输→机房处理四级架构
  • Modbus RTU/ASCII转TCP标准化转换,兼容主流传感器
  • 冗余设计+防雷接地,适应多粉尘强震动电磁干扰环境
解决问题
  • 隧道内信号衰减、设备故障容错能力不足的问题
  • 异构传感器协议不统一、后期扩展成本高的问题
03 · CLOUD LOOP

云平台预警处置闭环

大屏+短信+APP全链路联动

核心优势
  • 三维可视化平台统一管理,监测点位置与趋势一目了然
  • 24h短信推送+报警前确认机制,杜绝误报漏报
  • 5分钟完成监测端到管理端闭环流转
解决问题
  • 突发异常无法第一时间通知相关人员的问题
  • 人工巡检记录繁琐、数据分散难管理的问题
SITE CONSTRUCTION

现场实施与安装要点

 
SITE PHOTO-01隧道内设备安装与
线缆布设现场(图片位)
隧道内设备安装与线缆布设现场
SITE PHOTO-02激光测距仪安装与
校准调试现场(图片位)
激光测距仪安装与校准调试现场
01

到货验收:统一开箱验收,核对设备数量、规格型号、技术参数与合同一致性,检查合格证、质保卡与出厂检验报告

02

点位确认:盾构始发/接收段、联络通道附近,拱顶每5m断面、两侧拱腰收敛测点、出入口结构角点间距≤10m

03

仪器安装:机器视觉支架固定侧壁正对靶标,激光测距发射端与反光板同高,静力水准注入防冻液形成连通系统

04

布线方案:线缆沿桥架敷设,竖向150mm钢管通道防火防潮,每200m设分线箱,线缆每隔1-2米扎带固定

05

供电方案:明挖段4处接入市政电网,总配电箱→层间分箱→区域配电箱三级配电,盾构段每500m/明挖段每300m配电箱

06

组网联调:四级组网架构、Modbus协议标准化转换,施工期每30分钟/运营期每2小时采集,超阈值声光报警+短信通知

PLATFORM & ALARM

欧感云平台与三级预警

 

基于Linux的B/S架构云平台,采用Java、React、C++、HTML5、MySQL、ElasticSearch、Redis等技术,覆盖物联网、GIS、三维建模与大数据流式计算,支持多租户子平台安全隔离

FUNC-01
大屏管理与数据分析

自定义首页大屏,三维可视化直观呈现地铁结构空间分布与监测点位置,测点数据含阶段测值、累计测值、变形差值、变形速率与预警结论。

FUNC-02
三级预警与信息推送

数据分级控制,三级预警等级名称、颜色自定义;24h短信推送,支持报警前确认(现场排查可消警,超时自动上报防漏报)。

FUNC-03
设备管理与巡检

传感器/采集仪/摄像头统一管理(配置、绑定、导入、重置、分配),无纸化巡检任务自动下发、巡检记录电子化,手机APP随时查看。

FUNC-04
报告与数据治理

可编辑报告模板按需导出日报/月报,支持PDF/Excel双格式;人工数据模板批量导入;自定义过滤算法对入库数据自动清洗,降低误报警。

预警等级 判定原则 处置响应
蓝色 · 提示 监测数据超过正常波动范围,需关注趋势 加强关注,结合历史数据与巡检核实
黄色 · 报警 数据超过预警值,结构状态异常风险上升 短信推送相关人员,现场排查确认处置
红色 · 报警 数据严重超限,存在突发灾害风险 立即启动应急预案,组织处置与抢险
报警前确认 异常出现先通知现场人员排查,确认误报可消警 超时未处理自动正常上报,避免漏报
DELIVERY & ASSURANCE

建设内容与综合保障

 
5类
监测测项覆盖
5m
拱顶断面间距
30min
施工期采集频次
B/S云平台
免安装浏览器即用

建设内容

  • 机器视觉位移计:拱顶每5m断面,竖向沉降+净空收敛
  • 激光测距仪:两侧拱腰,净空收敛自动化监测
  • 静力水准仪:出入口结构角点,沉降变化监测
  • 表面应变计:衬砌应力监测,每断面不少于5个测点
  • 一体式裂缝计+数据采集仪:裂缝监测与数据汇聚上传

平台功能

  • 大屏管理:三维可视化模板,全局状态一览
  • 数据分析:时程曲线、沉降断面、累计值与变形速率
  • 监测预警:三级预警自定义配置,短信推送+报警前确认
  • 设备管理:传感器/采集仪/摄像头统一配置与绑定
  • 可编辑报告、人工数据导入、数据过滤算法、无纸化巡检、手机APP

项目价值

  • 高精度实时监测,在监测数据指导下安全施工
  • 及早发现变形隐患,保障地铁结构运营安全
  • 监测数据反馈优化施工参数,确保结构符合设计要求
  • 积累监测数据,为类似工程设计施工提供参考
  • 降低人员伤亡和经济损失,保障周边居民生命财产安全