物联网在隧道及地下工程监测领域的应用
为实现安全监测监管的科学化、信息化、自动化和可视化，公司携控股子公司深圳市城安物联科技有限公司建立了畅通、有效的预报预警信息平台，以科技助力安全监测，打造了一套科学完善的隧道自动化监测预警系统，有效保障了施工隧道和运营隧道安全。
行业背景
近年来，随着我国基础建设事业的飞速发展，隧道及地下工程的建设施工和运营维护逐渐成为工程领域关注的焦点。依据中国交通部《2019年交通运输行业统计公报》的数据，截止到2019年12月，我国隧道通洞里程突破了1.9万公里。我国已经成为世界上隧道建设规模最大、通洞里程数最多、新增隧道通洞速度最快的国家。
隧道作为地下的隐蔽工程，地下地质条件复杂，存在许多潜在、无法预知的地质因素，属于线状工程，有的规模较大，可长达几公里数十公里，往往穿越许多不同的环境空域和时域，工程条件往往比较复杂，有时环境十分恶劣，稍有不甚，就会造成塌方、沉陷、突泥涌水、支护结构变形、人员和设备伤害等等，进而严重影响隧道安全。
安全事故频发
- 18人死伤！地铁在建工地发生重大安全事故
2021年9月10日14时01分，成都轨道交通17号线二期工程建设北路站在搭建地面防尘降噪棚时，部分棚网架发生垮塌。事故造成18人受伤，其中4人经抢救无效死亡。
- 杭州一地铁工地发生事故致一死一伤
2020年8月10日18时40分许，杭州地铁10号线玉古路附近工地发生一起事故，导致工人一死一伤。
- 深圳地铁12号线发生致死事故
2021年10月26日，福海街道和平社区深圳市城市轨道交通12号线士建七工区和平站车站主体结构工程工地发生一起事故，造成1人死亡。
- 南宁1·22”地铁侵限事故
2021年1月22日下午，因道路地质勘察施工，南宁市轨道交通1号线百花岭至埌东客运站下行区间公里标K27 900米处 隧道被地质勘察机械钻穿，发生地铁侵限事故，造成轨道交通1号线短时关闭停运，直接经济损失306.65万元。
科技助力安全监测
为了确保隧道及地下工程安全、及时预报险情，除了进行加固、维护之外，对隧道及地下工程的安全和稳定状态的监测和评估也十分重要。随着技术的进行，现代施工和养护要求的提高，对监测的需求也相应的提高了，传统的人工监测的方法越来越难以满足监测的实际需求。在线安全监测作为实时的在线监测手段，相对人工监测优势明显。
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传统人工监测 |
智能在线监测 |
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很难保证数据稳定，受天气影响大 |
不受天气影响，在恶劣环境下仍保持数据稳定正确 |
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人工进行定期监测，无法连续性监测 |
进行24小时不间断的监测，能够反映细微的变化趋势 |
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系统误差和随机误差比较大 |
克服了人的主观造成的误差 |
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以观察为主，数据量化困难 |
科学监测的数据，以量化为基础，提供海量数据 |
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非常繁琐，人工记录再输入电脑 |
自动采集，随时查看，实现自动化，远程化，可回查，可复制强 |
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恶劣环境下，对监测人员的安全难以保障 |
减少人工操作，安全稳定 |
创新技术—隧道自动化监测预警
城安物联自主研发的基于物联网的隧道自动化监测预警系统，通过物联网，无线通信，云计算等技术对隧道及地下工程进行24小时全方位在线监测。该系统包括可视化的大数据监测软件云平台和隧道监测数据采集系统、数据实时传输系统等硬件产品。通过智能监测数据的实时采集、实时分析、实时预警技术，可为隧道及地下工程地质灾害的发生和工程处治提前争取响应时间，最大程度地减少灾害事故损失，保障施工隧道和运营隧道安全，具有重要的工程应用价值和巨大的社会和经济意义。
（监测示意图）
主要监测项
该预警系统不仅适用于围岩稳定性差、洞身结构变形大等人工监测风险高的施工隧道及地下工程，也适用于运营隧道及地下工程的安全监测，可实现隧道地表沉降、拱顶下沉、周边收敛等位移和形变自动化监测和预警；衬砌、围岩、锚杆、支护结构应力和应变自动化监测和预警，主要通过以下工作流程实现隧道现场监控量测数据的采集、处理和预警。
（施工期监测项目一览表）
（运营期监测项目一览表）
核心优势
实时数据采集：7x24h实时在线监测，随时掌握结构状况
安全预警通知：系统报警以短信、app推送等多种形式通知用户
结构安全评估：可根据实时监测数据评估隧道结构安全状况
集群化管理：实现对辖区内所有隧道进行集中监管
数据接入方便：完善完善标准的数据访问接口，满足第三方平台的数据融合要求，智慧网关能满足不同项目条件下的快速部署和便捷配置。
主要监测设备
基于深厚的技术背景，城安物联对于硬件研发有着得天独厚的优势，自研硬件产品以现场需求为导向，以集成技术为核心技术基础，将传感器、采集仪、通讯装置集成于一体，具有稳定采集、易安装、体积小、低功耗等特点，在业界得到广泛的认可。
智能型深层水平位移测量仪(L ORA版/NB版)
产品参数：
通信:上行通信为NB- -I0T无线通信;下行通信为总线型RS485
综合精度:≤0.01° 分辨率: 0.001°
有效量程:±30°
高精度智能地下水位监测仪
产品参数
压力范围: -0.1~0~60MPa 精度等级: 0.1% 采集方式: Lora/NB无线采集
发射电流: < 130mA 电池容量: 9000mAh 防护等级: IP68
高精度静力水准仪
产品参数
综合精度: 0.02~ 0.1%FS 分辩率: 0.01mm 压力量程: 0 ~ 1000mmH20
防护等级: IP67、IP68 过载压力: 150%FS 供电电压:12VDC (7 ~ 30VDC）
NB-IOT高精度智能双轴倾角仪
产品参数
量程: -30~30° 测量精度: 0.01°
工作电压: 2.7~3.8V ( DC)
工作温度: - -40 ~ 85℃
输出信号: 4~ 20MA或0.5~4.5V (三线制)
高精度智能激光测距仪
产品参数
测量范围：0.05 ~ 40m
分辨率：1mm
测量精度： (1mm d*万分之5)
激光类型：630~670nm, Class II , <1mW
波特率：9600/19200/38400/115200 ,默认38400
高精度北斗表面位移监测仪
产品参数
平面精度:土 (2.5 1x 10-6 x D)mm 防护等级: IP65 工作温度: - -40~80℃
高程精度:土(5 1x 10-6 x D)mm 通信方式: GPRS/4G模块( CORS)、无线电通讯模块
4通道采集仪(L ora版/NB版)
产品参数
接收信号类型:振弦信号/485信号
精度: 0.5Hz
电池容量: 6800mah
量程: 500~5000Hz
分辦率: 0.1Hz
上传方式: Lora无线通信/NB无线通信
监测云平台
城安物联将互联网、物联网、云计算技术等先进技术应用到安全生产监督管理业务中，通过感知数据的统—集中管理，海量信息的智能化处理，构建—个面向服务的监测项目与工程设计、施工方案、做到安全、有效、实时的隧道及地下工程监测系统。
项目分布图
大数据模块采用智能引擎、科 学分流和统计方法，便于客户快速通过数据分析进行全方位的业务管理。
项目列表
以列表和GIS地图的形式列出所正在实施动态监测的项目，项目的基本信息，可方便管理人员和客户进行项目管理。
测项、测点列表
创建需要监测的内容和监测点号，实现平台管理，根据监测频率要求自动判断现场监测工作的及时性，通过绿色、黄色、红色、紫色四种颜色分别表示监测工作的及时性状态。
巡检记录
巡检现场图片、位置信息和现场监测内容实时上传，平台接收、留档、保存下来，保证实施的真实有效性。
专业监测，满意服务
深圳市城安物联科技有限公司自成立以来专注于监测技术服务工作，聚集了一大批专业技术人才，实力雄厚，在隧道及地下工程监控量测、超前地质预报、 质量检测和定期检查等工程领域技术领先，服务足迹遍布全国。
案例分享1
广州天河区五山路品质化提升工程既有轨道交通结构自动化监测项目
项目概况
本项目是对天河区五山路品质化提升工程（新建人行天桥）施工期间对既有地铁线路，区间隧道影响范围内的既有线轨道结构及隧道结构的变化进行实时监测，并对隧道变形趋势做出分析，确保隧道结构处于安全状态，保证列车的正常运营。在变形超预(报）警值的情况下及时通知相关单位，以便采取相应的应急措施。同时隧道结构监测数据可为施工、设计方提供参考依据，指导信息化动态施工。
现场设备
监测数据展示
案例分享2
广州地铁7号线某站施工期自动化监测项目
项目概况
本项目车站为地下三层岛式站台车站，全长322.3米，车站基坑开挖深度为26.88米。项目在施工期间进行安全监测，将监测数据与预测值相比较,以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，确保各方及时获得有关工程安全信息，以确定和优化下一步的施工参数，做到信息化施工。将现场测量结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。
现场设备
监测数据展示
