地铁地下隧道形变智能实时监测系统设计

摘要

随着我国国民经济的快速发展,人们对交通的需求不断增加。地铁交通已经得到越来越广泛的使用。因此,地铁地下隧道形变的监控也成为一个重要的安全问题。
　　 之前用于地铁隧道当中的安全监控系统,硬件方面比较完善,但操作软件不够智能化,只提供给操作人员一个直方图显示,这就需要操作人员对监控点的空间分布位置非常熟悉,从而增大了操作人员的负担和系统操作的复杂度,也大大降低了施工的安全系数。
　　 本文是在对当前各种监测方法学习的基础上,研究出了一种新的位移监测方法,能够对地铁隧道的内管壁位移进行实时监测,对地铁列车的运行起到安全预警的作用,保证了运输的安全进行。
　　 本文以上海八号地铁线为实验对象,介绍了地铁地下隧道形变智能实时监测系统。本系统是在参考了通过激光或者力来测量位移的方法的基础上,提出了一种利用数字图像处理方法来对管线位移进行实时监测。通过大量反复的实验对系统的功能进行验证。通过对所采集数据的分析,证明了该系统有较高的精度和较好的实时性。
　　 本文在介绍了系统的软件图形设计的同时,对系统的构建及使用进行了简单描述。同时介绍了系统在实际地铁地下隧道中的测试情况,通过对所得的大量数据分析,验证了系统的精确及准确性。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 城市地下轨道交通安全保障技术现状及发展趋势

1.2 上海地下轨道交通安全保障特点分析

1.3 课题的来源及主要内容

2 地铁地下隧道形变智能实时监测系统设计方案

2.1 地铁地下隧道形变智能实时监测系统构成

2.1.1 地铁地下隧道形变信息管理系统

2.1.2 单元地铁站地铁隧道形变智能实时监测系统

2.2 地铁地下隧道形变智能实时监测系统工作过程

3 单元地铁站地铁隧道形变智能实时监测系统的硬件设计

3.1 合作目标

3.2 图像传感器和前置图像处理系统

3.3 基于GPRS的数据传输

3.3.1 GPRS数据通信的硬件描述

3.3.2 GPRS数据通信的软件件描述

4 单元地铁站地铁隧道形变智能实时监测系统的软件设计

4.1 单元地铁站地铁隧道形变智能实时监测系统的软件流程图

4.2 系统的软件设计中用到的图像处理方法

4.2.1 图像信息数据的获取

4.2.2 图像信息数据的存储与传输

4.2.3 获取合作目标数据信息的预处理过程

4.3 图像信息数据的分析及处理方法

4.3.1 利用Hough变换求相交十字线的交点的方法

4.3.2 利用求合作目标中心点位置的方法确定位移

4.4 串口通信的实现

4.5 系统监测时的基准标定工作

4.6 单元地铁站地铁隧道形变智能实时监测系统用户界面设计

5 基于B/S结构的地铁地下隧道形变信息管理系统

5.1 信息管理系统开发(运行)模式

5.2 浏览器/服务器模式(B/S结构)

5.3 地铁地下隧道形变信息管理系统开发模式的选择

5.4 地铁地下隧道形变信息管理系统软件流程

5.5 地铁地下隧道形变信息管理系统用户界面设计

6 地铁地下隧道形变智能实时监测系统的系统试验

6.1 试验系统搭建

6.2 系统试验的数据分析

6.2.1 消除合作目标自身的移动位移、大气漂的方法

6.2.2 数据分析

7 总结与展望

参考文献

致谢

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