0 引言
隧道作為(wei) 道路交通基礎設施的重要組成部分,在現代社會(hui) 發展和交通運輸中發揮著關(guan) 鍵性的作用。 隨著交通基礎設施建設的深入推進,我國隧道工程建設正處於(yu) 高速發展階段。截至2023年底,我國已累計建成公路隧道27297座,總長度達到30232km。由隧道在建設期間常麵臨(lin) 地質條件的多變性、工程結構的複雜性以及施工環境的不穩定性等多重因素,從(cong) 而導致圍岩變形、拱頂塌方、淨空收斂、初期支護開裂等多種難以預測和控製的風險,這些風險不僅(jin) 對施工安全構成威脅,還可能影響工程的整體(ti) 質量和穩定性, 故需對米兰国际在线娱乐過程進行持續監控量測。 傳(chuan) 統的監控量測一般都通過人工實施,人工監測效率低、時效性 差、精準度受人為(wei) 因素影響大、數據處理複雜且難以實時共享。隨著科技的進步,傳(chuan) 統人工監測的方法已難以滿足現代隧道工程的需求。 因此,結合現代科技手段研究並實施隧道自動化監測,實現信息化、動態化施工顯得至關(guan) 重要。目前,國內(nei) 外應用於(yu) 施工隧道的自動監測技術包 括測量機器人、數字圖像處理監測技術、雷達監測技術、光纖傳(chuan) 感監測技術以及基於(yu) 振弦式、光纖光柵傳(chuan) 感 器自動監測技術等,這些技術已在運營隧道結構健康 監測、安全評估和維護管理等方麵得到一定研究和應用,且相對成熟。在米兰国际在线娱乐期間,掌子麵的持續推進導致測點布設困難、施工設備遮擋監測視線、爆破作業(ye) 導致設備破壞,以及高體(ti) 積分數灰塵和低照明的環境易導致測距受限和測量誤差等問題,限製了此類 技術在米兰国际在线娱乐中的研究和應用。 本文通過調研大量國內(nei) 外相關(guan) 文獻,總結並分析當前自動監測技術在米兰国际在线娱乐期的應用研究現狀,以及在實際應用中存在的問題,同時探討物聯網、機器學習(xi) 算法以及數字孿生技 術在隧道監測數據智能傳(chuan) 輸與(yu) 分析中的應用現狀,並基於(yu) 現有米兰国际在线娱乐自動監測技術的不足對其未來發展趨勢進行分析與(yu) 展望。
1 米兰国际在线娱乐自動監測技術研究現狀及存在問題
為(wei) 確保隧道建設期間施工安全和長期穩定,須進行監控量測,通過對隧道位移變形、結構受力以及施工影響範圍內(nei) 的建築物進行監測,從(cong) 而實時掌握圍岩和支護結構的動態信息,判斷圍岩穩定性、支護結構的合 理性及隧道整體(ti) 安全性,對確保施工安全、提高施工質量、優(you) 化施工方案以及保護周邊環境和建築設施具有 重要意義(yi) 。本文將結合實際應用研究案例分析隧道施 工自動監測技術研究現狀及存在的問題。
1.1 測量機器人
1.1.1 概述
測量機器人(智能全站儀(yi) )是在傳(chuan) 統全站儀(yi) 的基礎上發展而來,通過整合步進馬達、CCD(charge coupleddevice)影像傳(chuan) 感器以及先進的控製軟件等關(guan) 鍵組件,形成具備自動捕獲、跟蹤目標並獲取三維坐標數據的智能化測量設備。利用伺服電機驅動自身水平 和垂直運動,自動捕獲紅外光束信號並搜索棱鏡目標。20世紀80 年代,Leica公司研發了基於(yu) TM3000V係列經緯儀(yi) 和APS 控製軟件的自動變形監 測係統;20世紀90年代,推出了TPS1000係列測量機器人,能夠自動識別目標棱鏡並進行精確照準。相較於(yu) 傳(chuan) 統全站儀(yi) ,測量機器人在測量效率和精度方麵表 現更優(you) ,適用於(yu) 複雜且動態變化的測量環境。
1.1.2 應用研究案例
測量機器人在運營隧道中應用較多,施工階段隧道中應用相對較少。Cook對機器人全站儀(yi) 的優(you) 缺點進行了分析,並闡述了其在米兰国际在线娱乐監測應用中麵臨(lin) 的各種技術問題和解決(jue) 方案,提出鏈式布設擴展監測範圍的方法,總結影響監測精度的多重因素,為(wei) 該技術的應用推廣提供了重要參考。範本等設計了基於(yu) 測量機器人的米兰国际在线娱乐自動變形監測係統,實現了監測數據的自動采集、傳(chuan) 輸、存儲(chu) 、處理和預警等功能,並已成功應用於(yu) 北京地鐵14號線土建某標暗挖隧道中。此外,測量機器人在米兰国际在线娱乐對鄰近既有隧道監測方麵的應用相對較廣。例如:陳紅等以昆明地鐵4號線東(dong) 大盾構區間下穿既有地鐵3號線盾構區間工程為(wei) 依托,采用徠卡測量機器人對既有地鐵隧道進行水平和豎向位移監測,以確保新線順利貫通和既有線安全運營;馮(feng) 慧君采用有限元模擬分析新建青島地鐵8號線近距離下穿既有3號線的施工,並采用測量機器人對既有線結構變形進行實時監測反饋,指導施 工參數調整,確保下穿施工中既有線安全運營;Zhou等采用TCRP1201和TS152 款機器人全站儀(yi) ,建 立自動化隧道位移監測係統並進行試驗測試(如圖1所示),證實該係統可以實時、自動地監測地鐵隧道的 位移,為(wei) 隧道結構安全提供技術保障。 以上研究成果對確保相鄰地鐵隧道的安全施工與(yu) 穩定運營具有重要意義(yi) ,但仍然是運營隧道的案例,施工隧道中的案例較少。
圖1 數據采集係統硬件
1.1.3 問題及建議
目前,測量機器人已在隧道監測領域應用超過30年,其有效性和可靠性得到了廣泛認可。但在米兰国际在线娱乐現場的複雜環境下,該技術仍麵臨(lin) 逐點測量耗時、維護保養(yang) 不便、對操作人員要求高以及監測精度受多因素影響等問題,需加強在米兰国际在线娱乐中的應用研究,優(you) 化 監測技術和數據處理,提高環境適應性和監測精度,簡化維護和操作要求,並進行係統性分析以製定有效策略。
1.2 數字圖像處理監測技術
1.2.1 數字化近景攝影測量技術
自20世紀中期以來,數字化近景攝影測量技術從(cong) 傳(chuan) 統攝影轉型為(wei) 全數字化處理,可從(cong) 近距離拍攝的照片中精確獲取物體(ti) 的三維數據和位置信息。該技術利用高分辨率的數碼相機捕獲和收集圖像,並根據攝影測量學原理進行距離和空間位置的精確測量。利用數字圖像處理、計算機視覺等技術,顯著提高了數據處理的自動化水平和測量精度,目前廣泛應用於(yu) 結構健康監測、地質災害評估等領域。針對米兰国际在线娱乐圍岩變形自動監測與(yu) 施工作業(ye) 交叉幹擾的問題,胡祥超等提出分段間接測量法,設計了便攜式三維控製場,並建立了近景攝影測量係統,實現了圍岩變形的高精度快速原位監測;周申等對Sirovision係統在隧道岩麵三維建模的誤差進行定量分析和修正,提出控製網優(you) 化、測量點標識等方法,有效提高了岩麵信息采集的精度,並開展了如圖2所示的不穩定塊體(ti) 分析;趙桐遠等提出了一種基於(yu) 數字近景攝影測量的隧道圍岩結構麵產(chan) 狀自動提取方法,通過拍攝圖像、點雲(yun) 建模、開挖麵刪除、點雲(yun) 聚類及擬合等步驟,實現了結構麵產(chan) 狀的快速非接觸測量,並在實際工程應用中取得了良好效果。
圖2 不穩定塊體(ti) 分析
1.2.2 基於(yu) 激光和機器視覺的監測技術
機器視覺監測技術工業(ye) 應用及研究最早出現於(yu) 20世紀70年代初期。首先,通過相機或其他圖像采集設備獲取監控區域的圖像或視頻流;然後,通過圖像處理算法對圖像進行預處理、特征提取和目標檢測等一係列步驟,根據目標物體(ti) 在圖像中的位置、形狀和大小等特征進行量測,與(yu) 預設模板或標準相匹配,基於(yu) 匹配結果,計算出具體(ti) 的量測數據;最後,將量測結果以圖形或數據的形式展示。其具有自動、快速、穩定、無接觸、可觀性強等優(you) 點,目前被廣泛應用於(yu) 橋梁、建築、隧道等領域的監控量測作業(ye) 。機器視覺監測技術在監測中常采用工業(ye) 相機結合監測點標靶的模式,通過對標靶的識別和位置測量,計算各點位移。現有的機器視覺監測係統多適用於(yu) 運營隧道,在施工期多塵且黑暗的環境中難以進行隧道變形的實時監測,無法滿足實時自動監測和預警要求。為(wei) 此,Qiu等提出一種基於(yu) 激光和機器視覺的隧道變形實時監測方法,通過激光照射攝像頭靶麵並利用光斑計算位移,可自動測量多點位隧道變形,克服了多塵和黑暗環境的影響,並有效補償(chang) 環境振動的 影響,實現米兰国际在线娱乐過程中的實時監測和變形預警(見圖3)。實際工程中還有利用激光測距傳(chuan) 感器直接測量收斂變形的方法,通過發射激光束至目標表麵,並 接收反射回來的激光,計算激光往返時間或相位差異 來確定距離。激光測距傳(chuan) 感器還能夠與(yu) 機器視覺係統相結合,使位移測量更加準確和可靠。
圖3 施工過程中的變形監測
1.2.3 問題及建議
數字近景攝影監測技術以其非接觸、多點位監測的高效率和高精度,展示了在米兰国际在线娱乐變形監測中的巨大應用潛力。但在實際監測中仍存在一定的局限性,尤其是在光照條件不足時,獲取的圖像質量低,導致目標點坐標提取存在誤差。相機的安裝位置和視角受米兰国际在线娱乐環境限製,有時無法完全覆蓋所有測點,且遇到障礙物遮擋和建築死角時測點無法被捕捉。為(wei) 克服這些問題,後期可通過改進圖像處理算法、監測點位增設補光燈等解決(jue) 圖像質量低的問題,並利用移動監測平台覆蓋固定相機難以捕捉的區域。雖然基於(yu) 激光和機器視覺的監測係統在米兰国际在线娱乐 期間實現了自動高精度監測,但其仍存在超長距離下激光能量衰減、係統部署維護困難以及可能出現監測盲區等問題。還需通過優(you) 化激光傳(chuan) 輸、便捷化係統部署維護以及開發監測盲區數據補償(chang) 算法等多方麵改進措施,進一步增強其在米兰国际在线娱乐期的適用性,滿足隧道工程建設對變形監測的實時性、自動化和智能化需求。
1.3 雷達監測技術
1.3.1 激光雷達監測技術
雷達技術最早出現在20世紀30年代,最初主要用於(yu) 軍(jun) 事領域,隨著技術的進步和應用領域的拓展,逐漸應用於(yu) 氣象、交通、工業(ye) 等多個(ge) 領域。激光雷達 (LiDAR)和毫米波雷達均為(wei) 雷達技術的重要分支,二者在工作原理和應用領域上有所不同。激光雷達主要通過發射激脈衝(chong) 來測量隧道壁的幾何形狀和位置變化,發射的激光脈衝(chong) 被隧道壁麵反射回來,通過分析其反射回來的時間和強度,能夠準確計算出目標對象的距離和位置。針對在施工隧道複雜環境中標靶遮擋導致的點雲(yun) 拚接精度較差問題,張利濤等提出一種聯合三維密度去噪與(yu) 反射率投影自適應去噪的激 光雷達隧道點雲(yun) 自動拚接方法,用以提高點雲(yun) 拚接精度;Cui等提出一種利用周期LiDAR點雲(yun) 對噴射混凝土襯砌進行自動采樣和變形測量的環形模擬采樣(RSS)方法,實現對噴射混凝土襯砌的整體(ti) 和局部變形分析,結合數值模擬與(yu) 現場實測證實了該方法的有效性。
1.3.2 毫米波雷達監測技術
毫米波雷達技術是將多個(ge) 毫米波雷達模塊布設於(yu) 被測目標周圍已知的位置,每個(ge) 雷達模塊利用調頻連續波(FMCW)原理測量自身與(yu) 目標之間的距離,然後根據多個(ge) 距離測量值,利用三角測量原理解算出被測目標的三維空間坐標,從(cong) 而實時監測目標的位移變化量。米兰国际在线娱乐過程中,灰塵、暗光環境極大地影響監測的實時性與(yu) 連續性,相比於(yu) 現有自動監測技術,毫米波雷達采用電磁波作為(wei) 信息傳(chuan) 輸介質,不怕遮擋,不易受灰塵和暗光的影響。Lian等提出基於(yu) 分布式毫米波雷達的隧道變形監測係統的高精度測距和位 移測量方法,並通過實際隧道工程現場試驗驗證(見圖4),為(wei) 確保米兰国际在线娱乐安全提供了有力保障。
圖4 隧道內(nei) 的真實試驗場景
1.3.3 問題及建議
激光雷達與(yu) 分布式毫米波雷達雖具有精度高、複 雜度低、自動實時、實施簡便等優(you) 點,但激光雷達測量距離有限、多塵環境中性能下降;毫米波雷達係統成本 高、存在電磁兼容性、數據處理計算能力需求大、探測範圍有限等問題,製約了其在工程實踐中的大規模推廣應用。還需從(cong) 提高光源功率、降低係統成本、優(you) 化天 線設計及電磁兼容分析提升抗幹擾能力、引入並行分 布式算法加強數據處理能力、調整雷達布局拓展監測範圍等方麵改進,以提升該技術的性能和適用性。 1.4 光纖傳(chuan) 感監測技術
1.4. 1 概述
光纖傳(chuan) 感技術(optical fiber sensing,OFS)的發展起源於(yu) 20世紀70年代,其工作原理是將光纖作為(wei) 傳(chuan) 感元件,利用光的傳(chuan) 播特性(如相位、強度、波長等)來感知外界環境變化(如溫度、壓力、應力等)。當外部環境因素作用於(yu) 光纖時,導致通過光纖傳(chuan) 輸的光信號產(chan) 生變化,光纖傳(chuan) 感係統通過檢測光信號的變化,並將其轉換為(wei) 電信號,經過數據處理係統分析後可獲得所需參數[29-30]。
1.4. 2 應用研究案例
光纖傳(chuan) 感自動監測技術已在米兰国际在线娱乐期監測中有較多應用研究。例如:隨意等在管片預製期將光纖環向布設在管片內(nei) 鋼筋上,以獲得管片內(nei) 外側(ce) 的應變分布,並利用監測數據反演推算出管片的位移、內(nei) 力以及外荷載分布;侯公羽等提出了基於(yu) 分布式光纖應變的隧道沉降反演模型,通過理論推導、數值模擬和室內(nei) 試驗,驗證了模型的可行性,並在隧道襯砌內(nei) 布設分布式光纖傳(chuan) 感器,分析植入式光纖傳(chuan) 感器在隧道襯砌中應變傳(chuan) 遞的邊界效應,結果表明邊界效應對工程監測結果影響很小,分布埋入式光纖布設工藝是可行的(光纖布設位置見圖5)。
圖5 光纖布設位置
除了上述研究,還有學者在米兰国际在线娱乐的沉降反演模型及襯砌開裂機製的分析中應用了光纖傳(chuan) 感自動監測技術。例如:Li等提出一種基於(yu) 分布式光纖應變測量的隧道沉降反演模型,通過室內(nei) 試驗證實該模型的可行性,並分析現場實測和拆除過程中光纖應變分布規律;程曉輝等運用分布式光纖監測技術實時監測雙連拱隧道先行洞的襯砌開裂情況,並提出了一種更精確的反演分析方法,證明了在複雜受力和約束條件下,使用總應變旋轉裂縫本構模型分析鋼筋混凝土構件的力學行為(wei) 和開裂模式的可行性;Monsberger等提出一種結合分布式光纖應變測量和大地測量位移讀數的新型傳(chuan) 感與(yu) 評估概念,能對隧道橫截麵等彎曲結構進行全麵評估,並有效消除監測盲區。
1.4. 3 問題及建議
光纖傳(chuan) 感監測技術因其體(ti) 積小巧、安裝便捷、靈敏度高和抗幹擾性強等優(you) 勢,被廣泛應用於(yu) 隧道、地鐵、邊坡、橋梁工程等基礎設施建設。但在米兰国际在线娱乐應用中仍存在不足,主要體(ti) 現在以下方麵:光纖自身脆弱易斷、抗拉強度低,缺乏與(yu) 隧道襯砌表麵可靠的粘結技術。為(wei) 克服這些挑戰,可考慮使用新型複合材料,或在光纖外層添加保護層以增強其抗拉強度和耐用性,同時還需研發專(zhuan) 用粘接劑或粘接技術,與(yu) 隧道襯砌表麵牢固粘接。
1.5 基於(yu) 振弦式、光纖光柵傳(chuan) 感器的監測技術
1.5. 1 概述
傳(chuan) 感器是一種能夠感知和測量各種物理量或環境參數的裝置,如溫度、濕度、壓力、應力等,其種類繁多且應用廣泛。在現代工程監測領域中,振弦式傳(chuan) 感器與(yu) 光纖光柵傳(chuan) 感器是2種常見的技術,廣泛應用於(yu) 隧道、橋梁等大型結構的健康監測中。這些傳(chuan) 感器能夠提供精確、可靠的監測數據,以評估結構的完整性和安全性。
1. 5. 2 應用研究案例
振弦式傳(chuan) 感器是基於(yu) 諧振技術,當外力作用於(yu) 振動元件時,會(hui) 引起其固有頻率發生變化,從(cong) 而改變振動元件的振動幅度和相位。通過相應的測量電路,可以檢測振動參數的變化,從(cong) 而實現對外界物理量(如壓力等)的測量。例如:葉萬(wan) 軍(jun) 等采用振弦式傳(chuan) 感器監測深埋大斷麵黃土隧道初期支護的受力情況,包括圍岩與(yu) 初期支護的接觸壓力、噴射混凝土應變、鋼拱架應變以及相鄰鋼拱架間的作用力,並通過建立有 限元計算模型來分析初期支護內(nei) 力分布特點。光纖光柵傳(chuan) 感器是一種準分布式光纖傳(chuan) 感器,能夠用作應變傳(chuan) 感或溫度傳(chuan) 感。當光柵環境的應力、應變等物理量發生變化時,光柵的周期或折射率會(hui) 相應 調整,從(cong) 而引起反射光波長的變化。通過測量波長的變動,可以獲取待測物理量的變化情況。Song等采用光纖布拉格光柵傳(chuan) 感技術對隧道開挖全過程進行監測,開發了基於(yu) 共軛光束算法的光纖光柵測 斜儀(yi) ,並通過隧道開挖模型試驗進行了驗證;Lai等采用波分複用技術控製的串聯線性光纖光柵傳(chuan) 感器陣列,分析了隧道掘進過程中黃土隧道應力和應變的複 雜變化,並對隧道襯砌混凝土的實時應變和內(nei) 力進行了評估,驗證了隧道襯砌結構的安全性和穩定性。
1.5. 3 問題及建議
振弦式傳(chuan) 感器具有精度高、穩定性強、適應性廣等優(you) 點,光纖光柵傳(chuan) 感器對溫度和應變具有高敏感度、具有抗腐蝕和抗電磁幹擾性,在米兰国际在线娱乐監測效率和適應性方麵展現出獨特優(you) 勢。但振弦式傳(chuan) 感器的有線安裝較為(wei) 複雜,且數據測線易被損壞;光纖光柵傳(chuan) 感器的技術複雜度和整體(ti) 成本較高,材料也較脆弱,還需結合 無線傳(chuan) 輸技術,減少線纜使用,降低安裝複雜性及維護難度。通過優(you) 化光纖光柵的設計或與(yu) 其他傳(chuan) 感器集成,降低整體(ti) 成本,研發新型光纖材料以提高其抗斷裂 和抗衝(chong) 擊能力,將有助於(yu) 其更廣泛的推廣應用。
2 監測數據智能傳(chuan) 輸與(yu) 分析
目前,雖然自動監測技術在施工隧道監測中得到了一定的實際應用,但複雜的地質和惡劣的施工環境限製了監測設備的自動化程度以及監測數據的完整性和準確性,使得自動化監測技術在實際工程中的應用仍麵臨(lin) 多重困難。隨著人工智能、物聯網、大數據和5G通訊技術的飛速發展,自動化監測技術迎來了新的發展機遇。 無線通信、機器學習(xi) 以及數字孿生等技術的整合,顯著增強了監測數據的智能傳(chuan) 輸和分析能力。這些技術的融合為(wei) 自動化監測提供了更加高效、精確和智能的數據處理分析方式,有效提高了米兰国际在线娱乐質量和安全性。
2.1 基於(yu) 物聯網的監測數據智能傳(chuan) 輸
物聯網技術的起源與(yu) RFID技術的發展密切相關(guan) ,最初主要用於(yu) 物流係統的智能化管理。隨著技術的不斷進步,目前已廣泛應用於(yu) 工業(ye) 製造、能源管理、醫療保健、智慧城市、智能監測等多個(ge) 領域。在智能監測領域,物聯網技術實質上是一個(ge) 綜合信息處理平台,通過集成各種傳(chuan) 感器技術收集的數據,實現了監測數據的實時傳(chuan) 輸和集中處理;物聯網技術本身不能直接進行監測,但它對於(yu) 構建一個(ge) 高效的監測係統至關(guan) 重要,尤其是在實時數據共享和智能化管理方麵。物聯網的係統架構主要分為(wei) 3個(ge) 層次(見圖6):感知層通過各種設備收集數據;網絡層負責傳(chuan) 輸數據;應用 層對信息進行分析和應用。
圖6 物聯網係統架構
在米兰国际在线娱乐監測的實際應用中,物聯網技術還處於(yu) 發展和試驗階段。王亞(ya) 瓊等以大寶山隧道項目為(wei) 依托,在圍岩與(yu) 支護結構之間埋設壓力傳(chuan) 感器,采用物聯網技術收集米兰国际在线娱乐中圍岩壓力的監測數據,傳(chuan) 輸至雲(yun) 平台分析不同部位圍岩壓力的變化規律,為(wei) 米兰国际在线娱乐提供信息指導與(yu) 反饋。Hu等提出一種基於(yu) 有線和無線聯網的隧道遠程在線遙測係統,用於(yu) 實時傳(chuan) 輸圍岩變形、錨杆應力等監測數據,並根據物聯網監測平台分析施工期間圍岩的變形規律,結果表明圍岩變形呈階梯狀波動增長,在距掌子麵35m時其力學響 應趨於(yu) 穩定。物聯網技術能為(wei) 米兰国际在线娱乐自動監測提供實時數據 傳(chuan) 輸與(yu) 共享,極大地促進了監測係統的實時性和效率。但不同的物聯網數據傳(chuan) 輸技術有其獨特的特點和適用場景,同時也麵臨(lin) 著不同的問題。 傳(chuan) 統的無線技術可能會(hui) 在隧道等特定環境中遇到信號衰減、電磁幹擾和網絡覆蓋不足等問題,影響數據傳(chuan) 輸的穩定性和監測係統的整體(ti) 效能。隨著物聯網技術的進步,新興(xing) 的數據傳(chuan) 輸技術如NB-IoT能有效避免信號衰減的問題,展現出良好的網絡覆蓋性和穩定性。 因此,在應用物聯網技術進行米兰国际在线娱乐自動監測時,應根據監測環境的具體(ti) 要求,選取最合適的技術方案。
3.2 機器學習(xi) 在監測數據分析中的應用
近年來,機器學習(xi) 算法在許多領域得到了廣泛的研究與(yu) 實踐。在隧道工程監測領域,通過分析大量曆史和實時數據(包括地質數據、傳(chuan) 感器監測數據、施工日誌等)可知,機器學習(xi) 能夠識別關(guan) 鍵變量和潛在風險。監測數據經預處理和特征提取後用於(yu) 訓練模型,識別影響隧道穩定性和安全性的關(guan) 鍵因素,並基於(yu) 累積數據持續自我優(you) 化,進而提升模型預測的準確性和 效率,為(wei) 自動監測技術提供高效、精確、智能的數據分析方法。為(wei) 驗證機器學習(xi) 在隧道監測中的實際應用效果,學者們(men) 進行了一些探索和實踐。例如:Zhou等采用6種機器學習(xi) 模型來預測高速公路隧道的圍岩收斂度,通過優(you) 化算法選擇所有模型的最優(you) 超參數,從(cong) 而提高預測精度,為(wei) 米兰国际在线娱乐中的收斂監測數據分析提供 準確可靠的決(jue) 策支持工具;Li等建立了基於(yu) PSO-BPNN 神經網絡的全斷麵開挖隧道圍岩變形預測模型,結合監測數據分析提高預測的準確性;Ye等利用機器學習(xi) 算法和現場監測數據分析並預測盾構米兰国际在线娱乐中襯砌的位移變化情況,通過算法優(you) 化選取了最佳超參數,並比較了4種機器學習(xi) 算法的效果,發現PSO-GRNN能以最低的誤差和最大的相關(guan) 係數值準確地捕捉每個(ge) 環不同時期的位移變化;Fei等基於(yu) BPNN和MARS機器學習(xi) 回歸算法,構建了隧道工程監測預測模型,並應用隧道周邊收斂和拱頂沉降變形監測數據進行驗證,結果表明該方法能夠有效地分析並預測隧道變形情況。機器學習(xi) 模型能高效處理和分析大量複雜監測數據(如壓力、應力等),在早期階段能夠識別異常模式和潛在風險,從(cong) 而提升預測的準確性和可靠性。但模型的有效性極度依賴於(yu) 數據的質量和數量,不準確或不充分的數據可能會(hui) 導致預測出現偏差,且大多高級機器學習(xi) 模型(如深度學習(xi) 模型)以“黑盒”方式運作, 缺乏透明性,在某些情況下阻礙了模型解釋性和結果的驗證。機器學習(xi) 在監測數據處理分析方麵雖極具優(you) 勢,但實際應用中仍需考慮其局限性,並應采取適當措施。
2.3 數字孿生在監測數據分析中的應用
隧道的建設和維護是一項複雜且極具挑戰性的任務,需要精確數據和實時分析以確保有效性和安全性。數字孿生(digital twin,DT)旨生成一個(ge) 精確的數學模型以代表真實世界中的某個(ge) 對象,能夠實時映射出其 狀態、數據和行為(wei) 。通過整合地質勘探數據、設計參數及實時監測數據創建數字模型,可以實現對米兰国际在线娱乐和運營過程的全麵監測和管理。利用先進的算法和仿真技術,實時分析和預測隧道建設及運營階段的潛在風險和問題,進而提供實時信息和預警,以便及時調整施工方案或采取維護措施,確保隧道的安全性和可靠性。數字孿生模型的應用顯著提高了自動監測技術在米兰国际在线娱乐期間預測潛在風險的能力。例如:Ye等通過多功能基站對米兰国际在线娱乐多源信息自動采集與(yu) 傳(chuan) 輸,建立數字孿生模型分析監測數據,實現虛擬與(yu) 實際 施工過程同步,同時設計了四級預警和應急響應係統,並在東(dong) 天山隧道項目中成功預測了一起隧道塌方事故;Jiang等基於(yu) Revit平台構建了車站主體(ti) 結構和傳(chuan) 感器模型,開發了一種基於(yu) DT和IoT的自動監測係統,將傳(chuan) 感器模型與(yu) 監測數據進行關(guan) 聯性分析,實現地鐵站施工可視化監測和安全預警,其拱形蓋板和傳(chuan) 感器模型如圖7所示;Zhao等利用物聯網和智能傳(chuan) 感器技術采集米兰国际在线娱乐中的各種信息數據,並結合BIM、 Midas 技術和LSTM 機器學習(xi) 算法,建立數字孿生模型分析米兰国际在线娱乐過程中拱頂沉降數據,確保施工安全性和結構穩定性。
圖7 拱形蓋板和傳(chuan) 感器模型
數字孿生在監測數據實時分析中的應用研究已取得顯著進展,但其結果的準確性極度依賴於(yu) 高質量數據的收集與(yu) 整合,受地質條件、施工方法的複雜多變性的影響,難以保證監測數據的精確度。同時,大量實時數據的處理和分析需要強大的計算能力和先進的數據處理方法,而且模型的開發和維護不僅(jin) 耗資巨大,還需保證數據共享和存儲(chu) 的安全性。後續應著重優(you) 化計算框架、降低成本並增強數據安全性,探索更有效的數據融合技術,以提高模型對複雜環境的適應性和預測結果的準確性。
3 未來發展趨勢
隨著科技的不斷進步和工程需求的日益複雜化,未來米兰国际在线娱乐領域的自動監測技術發展趨勢將集中體(ti) 現在智能化、精準化和集成化,不再局限於(yu) 單一的技術或參數,而是將多種監測手段和數據源相結合,形成一個(ge) 全麵、多維度的監測體(ti) 係,從(cong) 而為(wei) 米兰国际在线娱乐提供更全麵的安全保障和支持。
3.1 新型傳(chuan) 感器的研發
根據“十四五”國家重點研發計劃,智能傳(chuan) 感器作為(wei) 重點專(zhuan) 項之一,預計到2025年實現傳(chuan) 感器技術的重大創新,以解決(jue) 目前自動監測麵臨(lin) 的“軟件太硬、硬件太軟”的困境。目前,常用的傳(chuan) 感器在監測過程中已凸顯其局限性,包括靈敏度不足、抗幹擾能力弱、安裝維護困難以及數據傳(chuan) 輸效率低等。麵對這些挑戰,未來新型傳(chuan) 感器的研發將注重於(yu) 提高靈敏度、降低能耗及提高集成度。利用先進的材料和製造技術,如基於(yu) 納米材料的傳(chuan) 感器,可顯著提高其對微小變化的感知能力,以及在極端環境下的穩定運行能力。此外, 新型傳(chuan) 感器將更加重視能源效率,采用自供電技術,如無線能量傳(chuan) 輸技術,減少對外部電源的依賴。高度集 成的傳(chuan) 感器網絡將實現更有效的數據傳(chuan) 輸和處理,並結合雲(yun) 計算和大數據分析,為(wei) 施工監測提供更加全麵 和深入的數據分析。
3.2 自適應監測技術的研發
麵對現代隧道工程中地質條件的複雜性和施工技術的多樣性,現有固定監測模式已經難以滿足工程的需求,未來研究將開展自適應監測技術的研發,實現智 能調整監測設備配置和監測方案。以機器視覺測量儀(yi) 為(wei) 例,結合圖像識別、目標檢測和跟蹤算法等,根據米兰国际在线娱乐不同階段和監測點的具體(ti) 位置,自動調整測量角度和焦距,以實時追蹤捕捉每個(ge) 靶標,達到準確全麵采集監測數據的目的。同時,結合傳(chuan) 感器數據、地質信息和施工進度等多方麵的信息,分析實時監測數據和預測模型,動態調整監測頻率,有效應對不同施工步驟和環境變化,提升自動監測係統的智能化和精準度。
3. 3 集成化監測係統的發展
目前米兰国际在线娱乐自動監測技術普遍存在技術單一,集成化、自動化程度低等問題,導致在施工階段難以實現全麵自動監測。未來將整合多種監測技術和設備,以實現對米兰国际在线娱乐全過程、全方位監測。不僅(jin) 包括位移、應力和應變監測,還包括地下水位、溫度、濕度以及周邊環境的振動等多元化監測指標,以擴展監測覆蓋範圍;並結合人工智能和大數據分析,實現自動診斷、預警和實時監測數據智能分析,為(wei) 風險預測和控製提供全麵智能解決(jue) 方案,保障米兰国际在线娱乐期間的安全和穩定,推動米兰国际在线娱乐自動監測向更高層次的智能化方向發展。
3. 4 智能化數據分析與(yu) 預警係統的完善
現有自動監測技術在處理和分析大規模、複雜數據集時存在局限性,無法充分利用采集的數據。未來可通過引入深度學習(xi) 數據分析技術,從(cong) 大規模複雜數 據集中提取有價(jia) 值的信息,揭示多源監測數據之間的複雜關(guan) 聯。通過數據分層處理,對數據進行預處理和篩選,以減少分析所需數據量,同時保留關(guan) 鍵信息;並結合雲(yun) 計算和邊緣計算技術,以提供更高效的數據存儲(chu) 和處理能力。在麵對複雜的非線性問題時,預警係統有時難以實時準確識別潛在風險,通過融合多源數據,如支護結構變形、應力應變等,建立預測模型,增強數據集成、分析以及係統識別能力,提高預警的準確性和實時性。
3.5 自動監測與(yu) 檢測技術結合
隧道監測和檢測雖在方法和目的上有所不同,但二者相輔相成。自動監測與(yu) 檢測技術的結合將是隧道監測領域未來發展的重要趨勢,這不僅(jin) 是技術層麵的結合,更是對米兰国际在线娱乐過程中監測與(yu) 檢測功能的全麵優(you) 化與(yu) 提升。在米兰国际在线娱乐階段,自動監測技術主要負責實時跟蹤並記錄結構的變化情況,如位移、應力、應變等;自動檢測技術側(ce) 重於(yu) 評估施工質量和材料狀態,如混凝土養(yang) 護狀態、裂縫發展情況以及襯砌完整性等。通過集成多種傳(chuan) 感器、無線通信技術以及人工智能算法等,將2種技術有效地結合,實現對米兰国际在线娱乐全過程、全方位、多角度實時監測和分析,不僅(jin) 有助於(yu) 提高監測精度和效率,還為(wei) 米兰国际在线娱乐的安全管理和質量控製提供更全麵有效的保障。
3.6 虛擬、增強與(yu) 混合現實技術的應用
隨著科技的進步,虛擬現實(VR)、增強現實(AR)與(yu) 混合現實(MR)技術在隧道工程監測領域的應用研究正處於(yu) 逐步探索階段。虛擬現實需借助頭戴式顯示器等設備將用戶帶入計算機生成的虛擬環境中;增強現實基於(yu) 計算機實時計算和多傳(chuan) 感器融合,將現實世界與(yu) 虛擬信息結合起來的技術;混合現實是在虛擬現實和增強現實的基礎上進一步發展,通過空間定位和 映射技術,實現虛擬物體(ti) 與(yu) 現實環境的互動和融合。未來可通過這3種技術的融合應用創建一個(ge) 直觀且交互式的監測平台,來提升施工的安全和效率。在這種融合應用中,通過虛擬現實技術創建一個(ge) 三維空間的虛擬環境,全方位、多維度地模擬米兰国际在线娱乐環境,使項目管理人員和工作人員能在高度逼真的虛擬環境中預覽施工過程,提前發現潛在問題及風險;增 強現實技術可將實時監測數據疊加到現實世界中,更加直觀地了解結構變形情況;混合現實技術通過空間定位和映射,將虛擬對象與(yu) 現實環境進行無縫結合,實現更加精確和智能的施工監測與(yu) 管理。
4 結論與(yu) 展望
1)通過整理米兰国际在线娱乐自動監測技術的相關(guan) 應用研究案例,分析測量機器人、數字圖像處理監測技術、雷達監測技術、光纖傳(chuan) 感監測技術以及基於(yu) 振弦式、光纖光柵傳(chuan) 感器自動監測技術在實際工程中的應用研究現狀,發現這些技術普遍存在數據處理分析複雜、監測 範圍有限、技術單一、自動化程度低等問題,距離真正 實現米兰国际在线娱乐全過程自動化、智能化監測還有較大差距。因此,還需通過融合高級算法和人工智能技術優(you) 化數據處理,結合多種監測技術擴大監測範圍,並引入更多自動化元素提高效率和準確度,從(cong) 而進一步提升 米兰国际在线娱乐自動監測技術的智能化水平。
2)自動化監測技術通過整合物聯網、機器學習(xi) 算法及數字孿生等技術,顯著提升了監測數據的智能傳(chuan) 輸和分析能力,使得米兰国际在线娱乐監測更加高效、精確和智能化。實際應用中,仍需考慮預測模型的依賴性、計算 成本等問題。後續研究應集中於(yu) 優(you) 化技術框架、降低成本並增強數據精確度等方麵,以推動米兰国际在线娱乐自動監測技術在實踐中獲得更廣泛的應用。
3)未來米兰国际在线娱乐自動監測技術的發展將集中在智能化、精準化和集成化上。新型傳(chuan) 感器的研發將更加注重靈敏度和集成度;自適應監測技術將能夠根據施工環境智能調整監測方案和設備配置。集成化監測係統的發展將使米兰国际在线娱乐監測更全麵係統;智能化數據分析與(yu) 預警係統的完善將提高監測預測的準確性和實時性。同時,自動監測與(yu) 檢測技術的結合,以及虛擬、增強與(yu) 混合現實技術的應用,將為(wei) 米兰国际在线娱乐監測領域帶來更深層次的變革,能有效提升施工安全和工程質量。