自動化監(jiān)測系統(tǒng)及變形測量資料的整理

1、工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室上次課主要內(nèi)容上次課主要內(nèi)容l概述概述l周期性重復(fù)觀測周期性重復(fù)觀測l固定式連續(xù)觀測固定式連續(xù)觀測lGPSGPS一機(jī)多天線監(jiān)測技術(shù)一機(jī)多天線監(jiān)測技術(shù)l多傳感器組合變形測量系統(tǒng)多傳感器組合變形測量系統(tǒng)工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室本次課主要內(nèi)容本次課主要內(nèi)容l自動化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)l監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)示例監(jiān)測自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)示例l監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編l監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪

2、學(xué)院工測教研室1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述：概述：自動化監(jiān)測技術(shù)是從自動化監(jiān)測技術(shù)是從2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代起，隨著計(jì)算年代起，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。自動化監(jiān)測的三種形式：第一種是數(shù)據(jù)處理自動自動化監(jiān)測的三種形式：第一種是數(shù)據(jù)處理自動化，俗稱化，俗稱“后自動化后自動化”；第二種是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；第二種是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動化，俗稱自動化，俗稱“前自動化前自動化”；第三種是實(shí)現(xiàn)在線；第三種是實(shí)現(xiàn)在線自動采集數(shù)據(jù)，離線資料分析，俗稱自動采集數(shù)據(jù)，離線資料分析，俗稱“全自動全自動化化”。自動化監(jiān)測主要包括數(shù)據(jù)采

3、集的自動化、數(shù)據(jù)傳自動化監(jiān)測主要包括數(shù)據(jù)采集的自動化、數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣踊?、?shù)據(jù)管理的自動化和數(shù)據(jù)分析的自輸?shù)淖詣踊?shù)據(jù)管理的自動化和數(shù)據(jù)分析的自動化等內(nèi)容。動化等內(nèi)容。 工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：（1 1）數(shù)據(jù)采集功能。）數(shù)據(jù)采集功能。1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能自動采集各類傳感器的輸出信號，并把模擬量轉(zhuǎn)能自動采集各類傳感器的輸出信號，并把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；數(shù)據(jù)采集能適應(yīng)應(yīng)答式和自報(bào)式兩種換為數(shù)字量；數(shù)據(jù)采集能適應(yīng)應(yīng)答式和自報(bào)式兩種方式，能按設(shè)計(jì)的方式自動進(jìn)行定時(shí)測量，能接收方式，能按設(shè)計(jì)的方

4、式自動進(jìn)行定時(shí)測量，能接收命令進(jìn)行選點(diǎn)、巡回檢測和定時(shí)檢測。命令進(jìn)行選點(diǎn)、巡回檢測和定時(shí)檢測?，F(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)有儲存器和掉電保護(hù)模塊，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)有儲存器和掉電保護(hù)模塊， 能暫存已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)，并在掉電情況下不丟失數(shù)能暫存已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)，并在掉電情況下不丟失數(shù)據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有備用電源，在斷電情況下，系統(tǒng)應(yīng)據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有備用電源，在斷電情況下，系統(tǒng)應(yīng)能自動切換，并繼續(xù)工作一段時(shí)間，具體持續(xù)工作能自動切換，并繼續(xù)工作一段時(shí)間，具體持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)根據(jù)工程的具體要求確定，一般應(yīng)在時(shí)間應(yīng)根據(jù)工程的具體要求確定，一般應(yīng)在3 3天以上。天以上。（2 2）掉電保護(hù)功能。）掉電保護(hù)功能。工程變形測量工

5、程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即對儀器自身的工作性態(tài)進(jìn)行檢查，對發(fā)生故即對儀器自身的工作性態(tài)進(jìn)行檢查，對發(fā)生故障的儀器應(yīng)自動報(bào)警。障的儀器應(yīng)自動報(bào)警?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊一般采用電纜、光纖和無線傳輸?shù)痊F(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊一般采用電纜、光纖和無線傳輸?shù)刃问?，對于遠(yuǎn)程通訊一般采用因特網(wǎng)和微波方式。形式，對于遠(yuǎn)程通訊一般采用因特網(wǎng)和微波方式。（3 3）自檢、自診斷功能。）自檢、自診斷功能。（4 4）現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程通訊功能。）現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程通訊功能。（5 5）防雷和抗干擾功能。）防雷和抗干擾功能

6、。為保證系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)行，防止遭受雷擊和為保證系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)行，防止遭受雷擊和外界因素的干擾，系統(tǒng)應(yīng)具備本功能。系統(tǒng)的防外界因素的干擾，系統(tǒng)應(yīng)具備本功能。系統(tǒng)的防雷一般應(yīng)進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。雷一般應(yīng)進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室（6 6）數(shù)據(jù)管理功能。）數(shù)據(jù)管理功能。自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行有效的管理，并編制相對監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行有效的管理，并編制相應(yīng)的管理系統(tǒng)軟件，對監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)行查詢、修改、統(tǒng)計(jì)等應(yīng)的管理系統(tǒng)軟件，對監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)行查詢、修

7、改、統(tǒng)計(jì)等操作，對數(shù)據(jù)異常及故障能進(jìn)行顯示和報(bào)警。另外，為保操作，對數(shù)據(jù)異常及故障能進(jìn)行顯示和報(bào)警。另外，為保證數(shù)據(jù)的安全，系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份功能。證數(shù)據(jù)的安全，系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份功能。（7 7）數(shù)據(jù)分析功能。）數(shù)據(jù)分析功能。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析處理是自動化監(jiān)測的一個重要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析處理是自動化監(jiān)測的一個重要特征，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱患的重要手段。一般的數(shù)據(jù)分析特征，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱患的重要手段。一般的數(shù)據(jù)分析主要是判斷數(shù)據(jù)的正?；虍惓Ｌ卣?，并根據(jù)其異常特性作主要是判斷數(shù)據(jù)的正?；虍惓Ｌ卣鳎⒏鶕?jù)其異常特性作進(jìn)一步的分析。進(jìn)一步的分析。 工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測

8、繪學(xué)院工測教研室設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：（1 1）適應(yīng)性）適應(yīng)性 1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)建筑物所處的環(huán)境條件、建筑結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工根據(jù)建筑物所處的環(huán)境條件、建筑結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況的不同，在設(shè)計(jì)監(jiān)測自動化系統(tǒng)時(shí)應(yīng)有較強(qiáng)的況的不同，在設(shè)計(jì)監(jiān)測自動化系統(tǒng)時(shí)應(yīng)有較強(qiáng)的針對性。對于重點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目和重要測點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先納針對性。對于重點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目和重要測點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先納入自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，技術(shù)成熟的項(xiàng)目優(yōu)先實(shí)現(xiàn)入自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，技術(shù)成熟的項(xiàng)目優(yōu)先實(shí)現(xiàn)自動化。自動化。（2 2）經(jīng)濟(jì)性）經(jīng)濟(jì)性 系統(tǒng)建設(shè)的造價(jià)應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理，采用性價(jià)比高的系統(tǒng)建設(shè)的造價(jià)應(yīng)經(jīng)濟(jì)、合理，采用性價(jià)比高的儀器設(shè)備；同時(shí)，應(yīng)盡可能考慮

9、整套系統(tǒng)采用同儀器設(shè)備；同時(shí)，應(yīng)盡可能考慮整套系統(tǒng)采用同一廠家的產(chǎn)品，以提高系統(tǒng)的兼容性、完整性，一廠家的產(chǎn)品，以提高系統(tǒng)的兼容性、完整性，便于管理、維護(hù)和節(jié)約經(jīng)費(fèi)。便于管理、維護(hù)和節(jié)約經(jīng)費(fèi)。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：（3 3）準(zhǔn)確性）準(zhǔn)確性1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確，精度滿足相關(guān)規(guī)范的系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確，精度滿足相關(guān)規(guī)范的要求，在更換零部件時(shí)不影響數(shù)據(jù)的連續(xù)性。要求，在更換零部件時(shí)不影響數(shù)據(jù)的連續(xù)性。（4 4）可靠性）可靠性監(jiān)測設(shè)備選型應(yīng)優(yōu)先考慮選用技術(shù)先進(jìn)、成熟、通監(jiān)測設(shè)備選型應(yīng)優(yōu)先考慮選用技

10、術(shù)先進(jìn)、成熟、通過多個現(xiàn)場環(huán)境長期考核、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，設(shè)備過多個現(xiàn)場環(huán)境長期考核、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，設(shè)備的故障率低，具有在雷電、高溫、高濕等惡劣環(huán)境的故障率低，具有在雷電、高溫、高濕等惡劣環(huán)境下正常工作的長期可靠性，有良好的防雷、防濕、下正常工作的長期可靠性，有良好的防雷、防濕、耐高溫等抗干擾能力。發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)判斷、報(bào)耐高溫等抗干擾能力。發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)判斷、報(bào)警，并迅速排除。為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)可靠，系統(tǒng)應(yīng)警，并迅速排除。為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)可靠，系統(tǒng)應(yīng)具有備用的人工觀測手段。具有備用的人工觀測手段。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室（5 5）開放性和通用性）開放性和通

11、用性設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開放性和兼容性。開放性是針對系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開放性和兼容性。開放性是針對用戶開放系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元的程控用戶開放系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元的程控命令和數(shù)據(jù)格式，以及接入的任何種類標(biāo)準(zhǔn)信號傳命令和數(shù)據(jù)格式，以及接入的任何種類標(biāo)準(zhǔn)信號傳感器。系統(tǒng)應(yīng)易于操作，人機(jī)界面友好。感器。系統(tǒng)應(yīng)易于操作，人機(jī)界面友好。（6 6）統(tǒng)一性）統(tǒng)一性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)應(yīng)相互兼容，即使采數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)應(yīng)相互兼容，即使采用不同的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，也應(yīng)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息的用不同的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，也應(yīng)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)

12、測信息的統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理。 工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室自動化監(jiān)測系統(tǒng)的布置形式：自動化監(jiān)測系統(tǒng)的布置形式：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)集中式監(jiān)測系統(tǒng)集中式監(jiān)測系統(tǒng)分布式監(jiān)測系統(tǒng)分布式監(jiān)測系統(tǒng)混合式監(jiān)測系統(tǒng)混合式監(jiān)測系統(tǒng)工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室集中式監(jiān)測系統(tǒng)：集中式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)集中式系統(tǒng)是將傳感器通過集線箱或直接連接集中式系統(tǒng)是將傳感器通過集線箱或直接連接到采集器的一端進(jìn)行集中觀測。到采集器的一端進(jìn)行集中觀測。采集器采集器工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教

13、研室測繪學(xué)院工測教研室集中式監(jiān)測系統(tǒng)：集中式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同類型的傳感器要用不同的采集器控制測量，不同類型的傳感器要用不同的采集器控制測量，由一條總線連接，形成一個獨(dú)立的子系統(tǒng)。系統(tǒng)由一條總線連接，形成一個獨(dú)立的子系統(tǒng)。系統(tǒng)中有幾種傳感器，就有幾個子系統(tǒng)和幾條總線。中有幾種傳感器，就有幾個子系統(tǒng)和幾條總線。采集器采集器工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室集中式監(jiān)測系統(tǒng)：集中式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采集器采集器集中式監(jiān)測系統(tǒng)的高技術(shù)部件均集中在機(jī)房，工作環(huán)境好，集中式監(jiān)測系統(tǒng)的高技術(shù)部件均集

14、中在機(jī)房，工作環(huán)境好，便于管理，系統(tǒng)重復(fù)部件少，相對投資也較少，但系統(tǒng)傳便于管理，系統(tǒng)重復(fù)部件少，相對投資也較少，但系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M量，易受外界干擾，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)集中，可靠性不輸?shù)氖悄M量，易受外界干擾，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)集中，可靠性不高，技術(shù)復(fù)雜，電纜用量大，維護(hù)不便。高，技術(shù)復(fù)雜，電纜用量大，維護(hù)不便。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室 根據(jù)不同監(jiān)測任務(wù)需要而埋設(shè)的各類傳感器通過一根據(jù)不同監(jiān)測任務(wù)需要而埋設(shè)的各類傳感器通過一定的通信介質(zhì)（一般為屏蔽電纜）接入布置其附近定的通信介質(zhì)（一般為屏蔽電纜）接入布置其附近的測控單元；的測控單元； 由測控單元按照采集程序的控制將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

15、、由測控單元按照采集程序的控制將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)方的監(jiān)測計(jì)算機(jī)存儲并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)方的監(jiān)測計(jì)算機(jī)做深入分析和處理。做深入分析和處理。 分布式監(jiān)測系統(tǒng)：分布式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)采集分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常由監(jiān)測系統(tǒng)通常由監(jiān)測計(jì)算機(jī)、測控單計(jì)算機(jī)、測控單元和傳感器組成元和傳感器組成工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室 分布式系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳分布式系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳感器的采集站感器的采集站( (測控單元測控單元) )來完成，然后將所測數(shù)來完成，然后將所測

16、數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)。這種系統(tǒng)要求每個觀測現(xiàn)場的測據(jù)傳送到主機(jī)。這種系統(tǒng)要求每個觀測現(xiàn)場的測控單元應(yīng)是多功能智能型儀器，能對各種類型的控單元應(yīng)是多功能智能型儀器，能對各種類型的傳感器進(jìn)行控制測量。傳感器進(jìn)行控制測量。分布式監(jiān)測系統(tǒng)：分布式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分布式監(jiān)測系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字量，傳輸距離長，分布式監(jiān)測系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字量，傳輸距離長，精度高，風(fēng)險(xiǎn)分散，可靠性高，技術(shù)簡單，電纜精度高，風(fēng)險(xiǎn)分散，可靠性高，技術(shù)簡單，電纜用量小，布置靈活，觀測速度快，但系統(tǒng)重復(fù)部用量小，布置靈活，觀測速度快，但系統(tǒng)重復(fù)部件多，投資相對較大。件多，投資相對較大。工程變形測量工程變

17、形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室網(wǎng)絡(luò)集成式結(jié)構(gòu)是對分布式結(jié)構(gòu)在開放性和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)集成式結(jié)構(gòu)是對分布式結(jié)構(gòu)在開放性和標(biāo)準(zhǔn)化的方向上做出本質(zhì)改變的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，突破了分化的方向上做出本質(zhì)改變的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，突破了分布式結(jié)構(gòu)中因?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)的封閉造成的缺陷，改變布式結(jié)構(gòu)中因?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)的封閉造成的缺陷，改變了分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中模擬、數(shù)字信號混合了分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中模擬、數(shù)字信號混合分布式監(jiān)測系統(tǒng)：分布式監(jiān)測系統(tǒng)：1.1.自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室雅安滑坡監(jiān)測示范工程雅安滑坡監(jiān)測示范工程2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例第一古滑體

18、第一古滑體第二古滑體第二古滑體GPS點(diǎn)點(diǎn)蠕變體蠕變體雅安峽口滑坡位于四川雅安峽口滑坡位于四川雅安北隴西鄉(xiāng)境內(nèi)，隴雅安北隴西鄉(xiāng)境內(nèi)，隴西河中游峽谷東岸?；骱又杏螎{谷東岸?；w物質(zhì)為古崩塌堆積物。體物質(zhì)為古崩塌堆積物。該地區(qū)是古滑坡區(qū)，復(fù)該地區(qū)是古滑坡區(qū)，復(fù)活體長活體長500m500m，寬，寬300m300m，呈東西方向，偏南約呈東西方向，偏南約25.525.5。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室雅安滑坡監(jiān)測示范工程雅安滑坡監(jiān)測示范工程2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例滑坡體監(jiān)測包括整體變形監(jiān)測、內(nèi)滑坡體監(jiān)測包括整體變形監(jiān)測、內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、外部環(huán)境監(jiān)測如降應(yīng)

19、力應(yīng)變監(jiān)測、外部環(huán)境監(jiān)測如降雨量、地下水位監(jiān)測等。雨量、地下水位監(jiān)測等。整體變形采用整體變形采用GPSGPS定期復(fù)測的方式進(jìn)行。定期復(fù)測的方式進(jìn)行。l基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)2 2個，位于滑坡體東、北兩側(cè)個，位于滑坡體東、北兩側(cè)的基巖上。的基巖上。l滑坡體上供布設(shè)了監(jiān)測點(diǎn)滑坡體上供布設(shè)了監(jiān)測點(diǎn)1515個，均個，均采用強(qiáng)制對中裝置。采用強(qiáng)制對中裝置。l沿滑坡剖面布設(shè)測斜儀、裂縫計(jì)沿滑坡剖面布設(shè)測斜儀、裂縫計(jì)5 5組，組，雨量計(jì)、地下水位計(jì)雨量計(jì)、地下水位計(jì)3 3組。組。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)分為滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

20、分為“野外信息野外信息采集及發(fā)送系統(tǒng)采集及發(fā)送系統(tǒng)”，“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)”和和“地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測管理中地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測管理中心心”三大組成部分。三大組成部分。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 監(jiān)測中心監(jiān)測中心 北斗通信系北斗通信系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)” ” 在在監(jiān)測系統(tǒng)中承擔(dān)傳輸數(shù)據(jù)的任務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)中承擔(dān)傳輸數(shù)據(jù)的任務(wù)滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程是，滑坡遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程是，由野外信息采集系統(tǒng)采集特征地質(zhì)由野外信息采集系統(tǒng)采集特征地質(zhì)數(shù)據(jù)，由發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送至北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)，由發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送至北斗衛(wèi)星，應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通信功，應(yīng)

21、用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通信功能將數(shù)據(jù)發(fā)送至地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測管理能將數(shù)據(jù)發(fā)送至地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測管理中心，由監(jiān)測中心的監(jiān)測系統(tǒng)控制中心，由監(jiān)測中心的監(jiān)測系統(tǒng)控制軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步形式處理并存軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步形式處理并存入數(shù)據(jù)庫，并通過北斗系統(tǒng)向野外入數(shù)據(jù)庫，并通過北斗系統(tǒng)向野外系統(tǒng)發(fā)送反饋信息及控制指令。系統(tǒng)發(fā)送反饋信息及控制指令。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室電池組電池組電池組電池組UPS采集儀電源采集儀電源傳感器數(shù)字采集儀傳感器數(shù)字采集儀工控機(jī)工控機(jī)電源電源衛(wèi)星通訊機(jī)衛(wèi)星通訊機(jī)顯示器顯示器雨量計(jì)數(shù)字采集儀雨量計(jì)數(shù)字采集儀位移傳感器位移傳感器水位、水水位、水溫傳感器溫傳感器

22、雨量計(jì)雨量計(jì)衛(wèi)星天線衛(wèi)星天線AC：220V電源2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例監(jiān)控站設(shè)備清單：監(jiān)控站設(shè)備清單：（1 1）、）、“北斗一號北斗一號”衛(wèi)星通衛(wèi)星通訊機(jī)訊機(jī)（2 2）、工控機(jī)）、工控機(jī)（3 3）、）、UPSUPS（4 4）、數(shù)字采集儀）、數(shù)字采集儀（5 5）、傳感器供電電源）、傳感器供電電源（6 6）、設(shè)備機(jī)箱架）、設(shè)備機(jī)箱架（7 7）、雨量計(jì)數(shù)字采集箱）、雨量計(jì)數(shù)字采集箱（8 8）、傳感器品種：）、傳感器品種：雨量計(jì)、水位、水溫計(jì)、位雨量計(jì)、水位、水溫計(jì)、位移計(jì)移計(jì)（9 9）、天線支架）、天線支架（1010）、避雷裝置）、避雷裝置工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研

23、室測繪學(xué)院工測教研室2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室2.2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例自動化監(jiān)測系統(tǒng)示例直 流直 流電源電源衛(wèi) 通 接衛(wèi) 通 接收機(jī)收機(jī)微機(jī)微機(jī)顯示器顯示器鍵盤鍵盤AC 220V電源接線板電源接線板鼠標(biāo)鼠標(biāo)接收機(jī)天線接收機(jī)天線數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)線接COM1工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室概述概述欲使變形觀測起到監(jiān)視建筑物安全運(yùn)營和充分發(fā)欲使變形觀測起到監(jiān)視建筑物安全運(yùn)營和充分發(fā)揮工程效益的作用，除了進(jìn)行現(xiàn)場觀測取得第一手揮工程效益的作用，除了進(jìn)行現(xiàn)場觀測取得第一手資料外，還必須對監(jiān)測資料進(jìn)行整

24、理分析，包括：資料外，還必須對監(jiān)測資料進(jìn)行整理分析，包括：資料整編和資料分析。資料整編和資料分析。3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編對觀測資料進(jìn)行匯集、審核、整理、編排，使之集對觀測資料進(jìn)行匯集、審核、整理、編排，使之集中、系統(tǒng)化、規(guī)格化和圖表化，并刊印成冊稱為觀測中、系統(tǒng)化、規(guī)格化和圖表化，并刊印成冊稱為觀測資料的整編。其目的是便于應(yīng)用分析，向需用單位提資料的整編。其目的是便于應(yīng)用分析，向需用單位提供資料和歸檔保存。供資料和歸檔保存。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室一般規(guī)定（一般規(guī)定（土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)范土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)范） 監(jiān)測資料整編包括平時(shí)資

25、料整理與定期資料編印。監(jiān)測資料整編包括平時(shí)資料整理與定期資料編印。 3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編平時(shí)資料整理工作的主要內(nèi)容：平時(shí)資料整理工作的主要內(nèi)容：（1 1）適時(shí)檢查各觀測項(xiàng)目原始觀測數(shù)據(jù)和巡視檢）適時(shí)檢查各觀測項(xiàng)目原始觀測數(shù)據(jù)和巡視檢查記錄的正確性、準(zhǔn)確性和完整性。如有漏測查記錄的正確性、準(zhǔn)確性和完整性。如有漏測、誤讀、誤讀( (記記) )或異常，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)或異常，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)( (復(fù)復(fù)) )測、確認(rèn)或測、確認(rèn)或更正。更正。（2 2）及時(shí)進(jìn)行各觀測物理量的計(jì)）及時(shí)進(jìn)行各觀測物理量的計(jì)( (換換) )算，填寫數(shù)算，填寫數(shù)據(jù)記錄表格。據(jù)記錄表格。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測

26、繪學(xué)院工測教研室一般規(guī)定（一般規(guī)定（土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)范土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)范） 監(jiān)測資料整編包括平時(shí)資料整理與定期資料編印。監(jiān)測資料整編包括平時(shí)資料整理與定期資料編印。 3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編平時(shí)資料整理工作的主要內(nèi)容：平時(shí)資料整理工作的主要內(nèi)容：（3 3）隨時(shí)點(diǎn)繪觀測物理量過程線圖，考察和判斷）隨時(shí)點(diǎn)繪觀測物理量過程線圖，考察和判斷測值的變化趨勢。如有異常，應(yīng)及時(shí)分析原因測值的變化趨勢。如有異常，應(yīng)及時(shí)分析原因，并備忘文字說明。原因不詳或影響工程安全，并備忘文字說明。原因不詳或影響工程安全時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)主管部門。時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)主管部門。（4 4）隨時(shí)整理巡視檢查記錄

27、）隨時(shí)整理巡視檢查記錄( (含攝像資料含攝像資料) )，補(bǔ)充，補(bǔ)充或修正有關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)及觀測設(shè)施的變動或檢驗(yàn)或修正有關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)及觀測設(shè)施的變動或檢驗(yàn)、校、校( (引引) )測情況，以及各種考證圖、表等，確測情況，以及各種考證圖、表等，確保資料的銜接與連續(xù)性。保資料的銜接與連續(xù)性。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室定期資料編印工作的主要內(nèi)容：定期資料編印工作的主要內(nèi)容：（1 1）匯集工程的基本概況、監(jiān)測系統(tǒng)布置和各項(xiàng)考證資料）匯集工程的基本概況、監(jiān)測系統(tǒng)布置和各項(xiàng)考證資料，以及各次巡檢資料和有關(guān)報(bào)告、文件等。，以及各次巡檢資料和有關(guān)報(bào)告、文件等。3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測

28、資料的整編水平位移觀測工作基點(diǎn)考證表水平位移觀測工作基點(diǎn)考證表編編號號型型式式規(guī)規(guī)格格埋設(shè)日期埋設(shè)日期埋設(shè)位埋設(shè)位置置基基礎(chǔ)礎(chǔ)情情況況測定日期測定日期高程高程（m）備備注注年年月月日日X(m)Y(m)年年月月日日工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室定期資料編印工作的主要內(nèi)容：定期資料編印工作的主要內(nèi)容：（2 2）在平時(shí)資料整理基礎(chǔ)上，對整編時(shí)段內(nèi)的各項(xiàng)觀測物）在平時(shí)資料整理基礎(chǔ)上，對整編時(shí)段內(nèi)的各項(xiàng)觀測物理量按時(shí)序進(jìn)行列表統(tǒng)計(jì)和校對。此時(shí)如發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，理量按時(shí)序進(jìn)行列表統(tǒng)計(jì)和校對。此時(shí)如發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，一般不宜刪改，應(yīng)加注說明，提醒讀者注意。一般不宜刪改，應(yīng)加注說明，提

29、醒讀者注意。3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編 水平位移量統(tǒng)計(jì)表水平位移量統(tǒng)計(jì)表觀測日期觀測日期歷時(shí)歷時(shí)測點(diǎn)編號及其累積水平位移量測點(diǎn)編號及其累積水平位移量月月 日日天天P1P2Pn本年總量本年總量本年內(nèi)特本年內(nèi)特征值統(tǒng)計(jì)征值統(tǒng)計(jì)最大值最大值測點(diǎn)測點(diǎn)號號日期日期最小最小值值測點(diǎn)測點(diǎn)號號日期日期水平位移量較水平位移量較差差備注備注水平位移正負(fù)號規(guī)定：向下游、向左岸為正；反之為負(fù)。水平位移正負(fù)號規(guī)定：向下游、向左岸為正；反之為負(fù)。本年總量為代數(shù)和。本年總量為代數(shù)和。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室定期資料編印工作的主要內(nèi)容：定期資料編印工作的主要內(nèi)容：（3 3）繪制能

30、表示各觀測物理量在時(shí)間和空間上的分布特征）繪制能表示各觀測物理量在時(shí)間和空間上的分布特征圖，以及有關(guān)因素的相關(guān)關(guān)系圖。圖，以及有關(guān)因素的相關(guān)關(guān)系圖。3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編水平位移測值過程線水平位移測值過程線工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室定期資料編印工作的主要內(nèi)容：定期資料編印工作的主要內(nèi)容：（4 4）分析各觀測物理量的變化規(guī)律及其對工程）分析各觀測物理量的變化規(guī)律及其對工程安全的影響，并對影響工程安全的問題提出運(yùn)安全的影響，并對影響工程安全的問題提出運(yùn)行和處理意見。行和處理意見。（5 5）對上述資料進(jìn)行全面復(fù)核、匯編，并附以）對上述資料進(jìn)行全面復(fù)核、

31、匯編，并附以整編說明后，刊印成冊，建檔保存。整編說明后，刊印成冊，建檔保存。3.3.監(jiān)測資料的整編監(jiān)測資料的整編工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室主要工作主要工作 監(jiān)測物理量的轉(zhuǎn)換監(jiān)測物理量的轉(zhuǎn)換 監(jiān)測數(shù)據(jù)的粗差檢驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的粗差檢驗(yàn) 系統(tǒng)誤差的檢驗(yàn)系統(tǒng)誤差的檢驗(yàn) 4.4.監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理監(jiān)測資料分析工作必須以準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，監(jiān)測資料分析工作必須以準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，在計(jì)算分析之前，必須對實(shí)測資料進(jìn)行預(yù)處理。在計(jì)算分析之前，必須對實(shí)測資料進(jìn)行預(yù)處理。工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室3準(zhǔn)則準(zhǔn)則 對于觀測數(shù)據(jù)序列

32、對于觀測數(shù)據(jù)序列12,Nx xx描述該序列數(shù)據(jù)的變化特征為描述該序列數(shù)據(jù)的變化特征為112()(2,3,1)jjjjdxxxjN122NjjddN212()3NjdjddNjjdddq3jq jx若若時(shí)，則認(rèn)為時(shí)，則認(rèn)為是奇異值，應(yīng)予以舍棄。是奇異值，應(yīng)予以舍棄。4.4.監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理粗差檢驗(yàn)粗差檢驗(yàn)工程變形測量工程變形測量測繪學(xué)院工測教研室測繪學(xué)院工測教研室統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法 1321nyyyy，ny假設(shè)以前的測值子樣為：假設(shè)以前的測值子樣為：本次測值為：本次測值為：則可求得樣本的均值和方差為：則可求得樣本的均值和方差為： ) 1/( nyYi) 1/()(2nYySi當(dāng)當(dāng)KSYyn時(shí)，則認(rèn)為測值無粗差，否則，認(rèn)為測時(shí)，則認(rèn)為測值無粗差，否則，認(rèn)為測值異常。值異常。4.4.監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理粗差檢驗(yàn)粗差檢驗(yàn)根據(jù)彈性力學(xué)理論，當(dāng)相同材料的建筑物在相同的荷載作用根據(jù)彈性力學(xué)理論，當(dāng)相同材料的建筑物在相同的荷載作用下，如果其結(jié)構(gòu)條件、材料性質(zhì)、地基性質(zhì)不變，則其變形下，如果其結(jié)構(gòu)條件、材料性質(zhì)、地基性質(zhì)不變，則其變形量應(yīng)相同。根據(jù)以上事實(shí)，可取歷年同一季節(jié)、相同荷載的量應(yīng)相同。根據(jù)以上事實(shí)，可取歷年同一季節(jié)、相同荷載的觀測值作為同一母體的子樣。觀