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摘要：地铁的变形一直是安全问题关注的热点，其在进入运营后就要对其进行全天候变形监测，随着进入了网络化的运营时代，对于这样长期的监测工作在一定程度上得到有效缓解，利用当前迅速发展的信息和网络技术，为解决这些问题提供了切实可行的技术手段。本文主要介绍了对地铁的监测方式及基于网络背景之下充分发挥优势对数据的后处理与管理。
0引言
随着国家及各个地区的经济增长，开始越来越多的城市兴起了修建地铁的工程。但是，地铁隧道是在地质复杂、道路狭窄、地下管线密集、建筑物基础及交通繁忙的闹市中心下修建的，因此，地铁变形的安全问题是不容忽视的，导致了不管是在施工期还是在运营期内都要对其隧道结构进行变形的监测，以确保主体结构和周边环境安全。地铁隧道可近视为是一狭长的线状地下建构筑物，要监测点的数量是很多的，这就导致了产生的数据量是非常的庞大，为此，如何有效地管理原始信息，并进行相应的处理显得尤为重要。目前多数监测信息的管理和应用存在不直观、不及时、自动化程度较低等缺点[1-2]，根据地铁隧道结构自身特点研制一套高效率的、使用方便的监测信息管理系统是必要的，它与变形监测一样具有重要的实用意义和科学意义。
1地铁变形监测数据传输原理
以第三方监测为例，采用GPRS传输数据。首先通过全站仪监测得到的数据，再利用自带的SIM卡无线数据传输模块传输到办公室的服务器上，再将安装有TCP/Com软件的电脑连接该服务器即可。通过虚拟多个串口后，再设置好全站仪和TCP/Com软件链接服务器的外网IP和端口。最后，用变形监测数据处理分析软件从虚拟串口读取监测数据，形成一套相对的完善系统。
2技术的开发
开发中所使用的技术、方法、工具及手段分别从：采用的开发技术与框架、开发与配置管理工具与技术方法结合介绍。具体如表1所示。
3系统的主要功能
该系统以对工作的效率提高有很大的帮助，它能给工作人员以直观、及时、自动化程度高的特点。其主要的功能体现一下的这些点：（1）系统管理模块：用户可通过该模块进行用户角色权限分配、系统参数设置等操作。在该模块中，可以细化为部门、类别等对用户进行自我的管理，不同部门的用户使用系统时也具有不同的操作权限。（2）基础信息台账：将地铁变形监测工作中使用到的线路、上下行、股道、车站等信息建立电子台账。用户可进行查询、编辑、输出等操作。（3）隧道设备台账：根据日常维护管理需求，能够建立隧道结构的各项台账，将隧道结构形式、围岩等级、纵断面形式、地质水文信息、附属设备信息、坡度信息和曲线信息电子台账化，方便用户快速便捷的查询台账信息。（4）标准值台账：将用户根据变形监测类型设置的监测数据变化合理范围、预警级别和预警值建立电子台账。系统自动将自身存储的测量数据与标准值进行对比，判断变形数据是否超限。（5）数据字典模块：建立数据字典模块，为系统自身后台运行提供保障。（6）测点管理模块：对录入系统的测点信息进行管理。用户可以按时间、里程、区间、站点、测点类别（水平、沉降、断面）等方式对数据进行查询、筛选、输出和管理。提高工作效率。（7）第三方监测项目管理台账：建立第三方监测项目台账，对项目的签订时间、监测单位、测量区间、监测方式等项目信息进行管理。并支持项目附件上传，用户可以将与该项目相关的文档以附件的形式进行上传，使监测项目的资料在系统上达成共享；实现对地铁保护区内自动化仪器数据的采集和存储功能。（8）变形监测数据导入模块：用于将监测单位提交的监测成果数据导入到系统中，支持历史数据格式和当前使用的数据格式，并提供后期监测数据的导入格式模版。包括：水平位移监测数据导入、沉降监测数据导入和断面监测数据导入。（9）变形监测数据管理模块：通过设定线路、线别、里程范围、时间范围、项目期次等检索条件，从数据库中检索数据，并以一览表的形式展现出来，同时可以对数据进行编辑修改和打印输出。（10）变形监测数据分析统计模块：对水平位移监测数据、沉降监测数据和断面监测数据的变形发展进行统计分析；将监测数据与用户录入的标准值进行对比，对检查结果中超出标准值的病害数据进行统计；监测时态曲线呈现收敛趋势时，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，预测该测点可能出现的最终位移值。（11）预警系统：根据系统对监测数据的分析统计结果，结合用户录入的各级预警标准值，建立分级预警机制，对于超限的监测点进行分级预警。
4变形的监测与数据处理方式
变形监测分普查测量和重点监测，普查测量按下表所列实施，重点监测按实际情况开展监测工作，每重点区段的监测频率原则上不低于1次/月。根据调研，地铁变形监测采取委外监测的方式，监测工作一般包括沉降监测、平面位移及断面收敛监测。其中，沉降监测一般采用水准仪及水准尺，平面位移监测一般采用全站仪进行观测。对于后期数据的处理，基准点及工作点采用武汉测绘科技大学测绘自动化“科傻COSA”系统进行平差计算。对于必要的人工监测，采取的手段是沉降点高程及沉降量采用软件进行平差计算及沉降量计算。变形监测常用图件有5种，即点位沉降过程线图、点位沉降分布图、点位水平位移过程线图、点位水平位移分布图、监测网平差图。所有这些图件的绘制数据均可从上文提到的监测系统点位坐标成果数据库中自动提取，充分实现数据共享。系统设计时以菜单方式让用户选择在绘图、存图、取图、打印、清屏、退出等功能中随机轮流选取。
5结论
地铁隧道变形监测信息管理系统GPRS-TCP/Com软件的建立，各功能模块间具有相对地独立性，为了方便于进行功能的扩充，进而为后期自动化监测的开展及安全监测专家系统的建立提供了技术性的支持和铺垫。该系统已在多个地铁工程中得到了应用，不仅准确及时快速的数据处理和信息反馈，提高了地铁运营的管理水平，而且为地铁的安全运营提供了保证，具有显著的社会经济效益和良好的应用前景。
参考文献：
[1]王浩，葛修润，邓建辉．隧道施工期监测信息管理系统的研制[J]．岩石力学与工程学报，2001，20（s1）：001684-1686．
[2]李元海．地铁施工监测数据处理系统的分析设计及应用[J]．隧道建设，1996（04）：24-28．
[3]黄腾，李桂华，孙景领．地铁隧道结构变形监测数据管理系统的设计与实现[J]．测绘工程，2006，15（6）．
作者:钟文文 单位:深圳地铁运营集团