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产品及应用方案
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高速铁路桥梁沉降预警监测系统
概述
  由于高速铁路对桥梁的稳定性、变形程度等有更严格的要求,因此,有必要深入研究桥梁沉降的规模、程度,及其对高速铁路工程的影响,并预测桥梁沉降的发展趋势。而一个长期的基于北斗兼容性的综合GNSS高精度沉降监测网,正好能全部满足这些要求。
系统组成
  系统采用多种数据通信手段来保证数据的自动采集和传送,在监测终端和本地监控系统之间、本地监控系统和监测中心之间、桥梁监测中心和卫星运营中心之间采用有线连接,采用光缆或ADSL线路进行数据传输;在差分基准站和高精度监测接收机之间、本地监控平台和运营中心之间采用3G无线通信网络进行数据传输,实现监测区域全覆盖。
  桥梁智能监测系统采用多级控制结构,建立桥梁智能预警监测中心,对高速铁路桥梁进行统一监测和管理,并对全部在线监测点数据和状态实现二维或三维可视化。智能监测系统的体系结构图如下:

桥梁智能监测系统体系结构图

系统功能
  (a)基准站网的建设是保障桥梁沉降监测的基准,可以通过对基准站长期稳定观测。
  (b)在桥梁沉降监测点建设北斗高精度连续运行监测站,每个监测站独立运行,进行桥墩沉降的形变监测的原始信息采集。
  (c)从北斗连续运行监测站获得的原始信息通过3G等无线传输系统,传输到沉降监测系统。另外,沉降监测信息、系统完备信息等信息的发播也要通过通讯体系进行。
  (d)沉降监测监控预警中心机房,配备相应的网络设备、数据存储、备份设备、各类服务器、机房专用空调、机房监控设备等等。
  (e)开发基于北斗信息处理、实时沉降测量、事后形变分析等一系列核心导航定位与沉降监测数据处理软件,以及沉降形变信息播发软件、站点监控等一系列软件,最终形成一整套软件服务体系,革新传统沉降监测技术,扩大北斗高精度服务的覆盖范围,增强北斗高精度沉降监测系统的可靠性。
  (f)北斗高精度沉降监测网完备性监测系统,该系统包括两方面内容,一是监测站点的北斗系统的完备性监测,它主要是通过北斗系统的自检来完成的。另一种是北斗二号卫星系统的完备性监测。
  (g)研究先进的沉降形变探测技术,正确区分误差与形变,自动探测与提取形变量,确保了沉降形变分析的正确性,同时采用GM(1,1)等国际国内最前沿的沉降形变预报算法,为测区的安全监测预警与隐患的及时发现与处理奠定了基础。
  (h)根据沉降形变分析系统对高速铁路桥梁沉降形变进行分析获取的桥梁沉降变化情况,沉降监测信息发布系统实时发布桥梁的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征,如果出现险情,运营中心可及时将险情信息通知给监控终端和监控分平台以迅速响应险情。
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