隧道智慧化遠端監測的必要性及意義

隧道智慧化遠端監測

由於隧道可以縮短里程、保護環境、改善線形、改善公路通車條件，因此，現代高速公路，遇到複雜地形和地質條件，大都採用隧道建築。而隧道是在地下的隱蔽工程，地下地質條件複雜，存在許多潛在、無法預知的地質因素，屬於線狀工程，有的規模較大，可長達幾公里數十公里，往往穿越許多不同的環境空域和時域，工程條件往往比較複雜，有時環境十分惡劣，稍有不甚，就會造成塌方、沉陷、突泥涌水、支護結構變形、人員和裝置傷害等等，進而嚴重影響隧道安全。為了確保隧道工程安全、及時預報險情，故對隧道工程的安全和穩定狀態的監測和評估十分重要，主要為透過監測手段瞭解隧道運營情況，建立的監測系統對隧道工程監測、評估和預測以趨利避害，已成為現代隧道工程發展的迫切需求。

隨著新技術的發展，特別是雲計算以及大資料概念的推廣，隧道健康監測工程可描述成一個大資料採集分析過程。隧道健康監測系統是基於大資料分析概念而開發的，其將

“

量大、多樣、高複雜度

”

的隧道結構化和非結構化資料，在分散式技術、雲資料庫技術、雲計算模式的支援下對資料提取、儲存、管理、分析，獲取隧道系統及隧道環境系統的綜合狀態，對隧道的使用效能和風險控制進行智慧化管理，提供準確的管養決策支援。發展基於雲平臺技術的監測系統有以下優勢：

（

1

）國家

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十二五

”

規劃綱要明確指出，將雲計算服務平臺列入重點培養髮展的戰略性新興產業，並把加強雲計算、大資料服務平臺建設提升到構建新一代資訊基礎設施的重要舉措的地位上。隧道監測平臺是以雲計算為核心技術的隧道自動化養護管理平臺，是對

“

十二五

”

計劃的積極響應，是一種面向未來科學的隧道養護管理模式。

（

2

）中共十四屆兩會期間，與大資料相關的提案呈現出井噴之勢，大資料應用的重要性正在從科研理論群體轉向政府決策部門。隧道健康監測系統，從資訊的角度上說，是一個大資料的採集分析過程。在監測大資料的背景下，健康監測平臺可實現時智慧化、時效化、標準化的隧道運營管理，可對未來的結構發展趨勢進行安全評估。

（

3

）搭建結構健康監測平臺，與智慧交通系統接軌，從專案級隧道管理逐漸向路網級綜合管理升級。透過對整個轄區範圍內所有隧道狀況的檢查結果進行分析與評定，將隧道劃分成完好、需要檢測和需要立即加固維修等幾種狀態，進行隧道分級排序，同時根據這種分級排序對這些隧道的有限的維護資金進行合理有序配置。

總之，透過為隧道建立一個先進實用的隧道健康與安全狀況監測系統，實時掌握隧道運營狀況，實現隧道服務水準的實時安全報警；合理配置隧道養護維修資源，為降低隧道運營維護成本提供科學技術依據，保證隧道檢查維修策略制訂具有針對性、及時性和高效性。

2。2

監測意義

隨著科學技術的發展，綜合現代測試與感測技術、網路通訊技術、訊號處理和分析技術、數學理論和結構分析理論等多個學科領域的隧道結構健康監測系統，可極大地延拓隧道監測內容，並可連續地、線上地對結構

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健康

”

狀態進行監測和評估，對隧道運營安全和提高管理水平具有重要的指導意義。隧道健康監測系統，主要功能如下：

（

1

）透過對相關結構進行監測，建立監測系統，對隧道的安全狀況有一個正確全面的認識，有效保障隧道安全；

（

2

）瞭解隧道結構變化情況，當變化數值超過預設值時可及時預警。實現隧道健康監測服務水準的實時安全報警，並通知相關單位及時採取相應措施。

（

3

）透過監測資料，合理評估隧道病害，最佳化維護方案。透過對監測資料的合理分析和綜合評估，確定最優的維護方案，在經濟合理的情況下達到維護最優效果；

（

4

）透過實時監測，對隧道的安全狀況有一個正確全面的認識，減少和避免災難性事故的發生，保證公路的正常執行，有效提高隧道的使用年限，減少災害的發生，節約經濟成本，並可以減少對社會的不良影響；

（

5

）為科學研究提供資料支撐。透過對隧道的監測，獲取結構應變的原始資料，為相關的科學研究提供相關資料和分析服務。

（

6

）驗證隧道的設計建造理論與方法，以及施工工藝，從而完善相關設計施工技術規程，提高隧道設計及施工方法水平和安全可靠度，保障隧道的使用安全，具有重要的社會意義、經濟價值和廣泛的應用前景。

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