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岩土工程自动化监测系统及应用探究

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李威+王建松

摘要因为岩土工程在机构工程学科中的有着深刻的意义，其检测系统同样是在建筑过程中一个非常重要的环节。岩土工程自动化监测系统的实现，并不是一个快速建设和完善的过程。文章通过对岩土工程进内容和监测系统行介绍，对比自动化监测系统建设方案得出各个的优缺点，从而对监测系统的形成进行论述。通过分析和探究，对岩土工程自动化系统的应用进行了比较系统的认知，从而对提高和完善自动化检测水平及其应用程度都有一定的指导作用。

关键词岩土工程；自动化；监测系统；应用

：TU43：A：1671-7597（2014）10-0085-01

岩土工程在建筑结构工程重点学科中的地位是非常重要的，其具有深远的影响意义。经过大量的工程实际证明，工程在设计初期，对岩土的基本情况和施工过程中的突发变化是很难做出较为准确的预测和判断的，而且与设计预期值相比，实际工程的工作状况或多或少的都会出现误差。事实证明，岩土工程的安全与工程设计、施工过程中的实时监测有着密不可分的联系，虽然合理的设计、严密的施工决定了其安全性，但是，贯穿始终的监测也是必须的。岩土工程自动化监测为对岩土性质的监测信息和成果不仅为修改工程设计、指导施工技术提供了可靠的依撑，同时也验证了设计、施工的合理性，为岩土工程积累实践经验和方法提供了科学依据。

1岩土工程自动化监测系统的探究

随着科学技术日新月异的发展，在工程勘测和设计、施工和操作中也越来越多的应用了高水平，高技术，高精密的监测系统对其进行监测控制，现代化的自动监测系统是工程检测中非常必要的。

自动化监测系统被认为是对岩土工程的基本属性的性质研究、工程设计、建设和运营安全的直接指标。岩土工程自动化监控系统是集工程施工、传感器、测试仪器仪表、微电子、计算机、自动化和通信设备为一体的、由各种各样的仪器、设备而组合在一起的系统工程。系统的自动化监测主要包括自动采集、自动处理分析数据和自动安全管理等方面[1]。

1.1对自动化集中式的监测系统分析

监控系统可以实现所有监控的数据采集、数据处理、数据存储、结果显示，极限报警等。现场数据的自动采集、自动处理和远距离传输数据是集中在一组固定的终端监控室内。以计算机为核心主控设备在终端监控室内与监测设备统一为一个自动化系统。它分布在施工现场的每个传感器都是通过集线器才能够与位于室内监测室内的数据采集器连接。集线箱主要是对传感器收集上来的信息进行信号切换，并对传感器进行巡视监测和筛选监测。这个系统自身是存在着一定的弱点，其高要求信号电缆的质量，性能弱且基于系统的应用开发和发展较薄弱。

1.2对自动化分布式的监测系统分析

本监测系统是通过电子技术、先进的集成电路系统、微机处理器和网络通信技术等科学技术上形成的。它主要是由三个部分组成：分散控制、集中管理和通信网络操作，是一种技术先进的分散数据采集和管理集中的监测系统。它采用的是将DAU作为控制单位而布置在传感器周围，通过DAU采集数据，模拟测量，A/D转换、自动存储和数据通讯将数据加以监测分析。每个道数据采集单元可以被视为频率、脉冲、电压、电阻等一些测量信号的一个独立的子系统，每个子系统采用集中控制所有监测数据再通过总线输入电脑中进行集中统一管理。监控系统具有操作技术简单、可靠性高、适应性强、扩张容量大、维护工作便利等主要特点。与此同时，该系统在信号电缆使用数量少，而自动监控快速[2]。

1.3对自动化混合式的监测系统分析

混合式检测系统是一种采用了分布式的分布设置形式，而其内部系统则是采用了集中方式的系统分布模式，它是综合了集中式和分布式特点的一种操作系统。该监测系统中使用的是一种类似于MCU的遥控转换装置，虽然能够将周围的传感器的信号进行收集，但是却不带有MUC的数据转换功能和储存功能。它利用设置在传感器周围的转换箱将信号通过一条总线路将数据传给监控点，然后监测站点再对A/D转换和集中测控，并使用计算机技术对数字信息进行保存。这种自动化监测系统数据量的长距离传输上是有着明显的优势的，只要有一套监测控制装置，就可以灵活的大量发散和聚集传感器上的信息，其信息的延展性同样值得肯定。

2分析自动化监测的形成及应用

首先，一般自动化监测系统是由以下五个部分组成：主要是数据储存、数据传、实时监测、数据处理、数据共享五个部分。在比较了自动化监测系统和人工监测系统后会发现，二者的区别是非常明显的。自动化的监测应用，在硬件上使用的传感器基本上都是在其安装完全后稳定后自动读取数据信息，减少了人力的参与和影响。而且在现场的监测数据存储仪器也是由Datalogger代替Readout对施工的全部过程进行监测和布控。而在数据传输上也增加了数据传输Modem的使用并且监测的现场中系统使用的电源是持续提供