一種基于無線傳感器技術(shù)的地下管網(wǎng)管線位移沉降監(jiān)測方法及云監(jiān)測平臺(tái)

一種基于無線傳感器技術(shù)的地下管網(wǎng)管線位移沉降監(jiān)測方法及云監(jiān)測平臺(tái)摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，地下管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。但是，由于管線長期受到地表載荷的作用，地下管線產(chǎn)生沉降和位移問題已經(jīng)成為一個(gè)無法避免的難題，給城市運(yùn)行和安全帶來了極大隱患。為了有效地監(jiān)測地下管線的沉降和位移，本文提出了一種基于無線傳感器技術(shù)的地下管網(wǎng)管線位移沉降監(jiān)測方法，該方法建立了一套完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析的系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一套實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)中心，通過提供一套有效的監(jiān)測方法，有效的保障了城市地下管網(wǎng)的安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：無線傳感器技術(shù)，地下管網(wǎng)，管線沉降，位移監(jiān)測一、引言地下管網(wǎng)是現(xiàn)代城市運(yùn)行的重要組成部分，承擔(dān)著城市運(yùn)行的重要職責(zé)。然而，由于管線長期受到地表載荷的作用，地下管線產(chǎn)生沉降和位移問題已經(jīng)成為一個(gè)無法避免的難題，給城市運(yùn)行和安全帶來了極大隱患。為了有效地監(jiān)測地下管線的沉降和位移，目前的監(jiān)測方式主要依靠以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的方法，這種方法準(zhǔn)確性較低，且需要人工采集數(shù)據(jù)，在大規(guī)模地下管網(wǎng)中難以實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)測。因此，尋求新的監(jiān)測手段和方法勢在必行。本文提出了一種基于無線傳感器技術(shù)的地下管網(wǎng)管線位移沉降監(jiān)測方法，該方法建立了一套完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析的系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一套實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)中心，通過提供一套有效的監(jiān)測方法，有效的保障了城市地下管網(wǎng)的安全運(yùn)行。二、研究方法2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本文所提出的地下管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)包括三個(gè)分系統(tǒng)，分別是傳感器節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。1)傳感器節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)：采用多邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，傳感器節(jié)點(diǎn)按照一定的網(wǎng)格布置，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上放置感應(yīng)器，感應(yīng)器能夠采集管線的沉降和位移情況。2)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：采用無線傳輸技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過無線信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：通過收集數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和分析。2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1)傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：選用壓力式傳感器和應(yīng)變式傳感器，通過鋼筋連接管線，進(jìn)行對(duì)地下管線的沉降和位移進(jìn)行采集。2)無線傳輸技術(shù)的選擇：采用低功耗無線ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。3)數(shù)據(jù)處理中心的實(shí)現(xiàn)：使用云計(jì)算技術(shù)搭建實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)中心，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析處理。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過采用上述地下管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)地下管線的沉降和位移進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)監(jiān)測，并得到了以下四個(gè)方面實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反映了實(shí)際情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果與實(shí)際情況吻合，表明該方法能夠有效的監(jiān)測地下管網(wǎng)的沉降和位移。2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果表明，數(shù)據(jù)采集和傳輸速度快，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。3)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，地下管線的沉降和位移的變化是一個(gè)持續(xù)的過程，因此，對(duì)地下管線的監(jiān)測應(yīng)該是持續(xù)的。4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法非常有效，可以保障城市地下管網(wǎng)的安全運(yùn)行。四、總結(jié)與展望本文通過研究建立了一種基于無線傳感器技術(shù)的地下管網(wǎng)管線位移沉降監(jiān)測方法，并通過實(shí)驗(yàn)得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該方法可以有效的監(jiān)測地下管網(wǎng)的沉降和位移，提供了一種有效的監(jiān)測手段和方法。未來，我們可以進(jìn)一步完善