一、方案背景

隨著國內高速鐵路網的不斷擴展和完善以及市政工程的快速發展， 兩者相互交叉的工程越來越多。運營的高速鐵路對線路的平順性要求非常高，下穿工程的安全、設計和施工要求高、難度大，在高速鐵路滑坡、路橋下施工時會對高速鐵路運營產生諸多不利影響，一旦發生事故，后果不堪設想，因此，要杜絕發生影響鐵路安全運營的事件發生。為了避免或減小施工影響高速鐵路運營，必須在施工前對影響工程進行分析和評估。而目前國內外尚無下穿高速鐵路工程的技術規程指導工程設計、施工及監測，因此、山體邊坡、下穿構筑物的建設及使用已成為影響高速鐵路運營安全的主要因素之一。

二、系統組成

高速鐵路橋梁變形監測、邊坡監測包括墩臺橫向、縱向水平位移和豎向位移監測等內容。宜采用自動化監測方法，主要借助自動監測系統進 行實時在線監測，包含數據采集系統、數據通信系統和數據分析系統三大部分。可以把高速鐵路GNSS位移變形監測系統分為四層：感知層、網絡層、平臺層、應用層。

感知層：實時感應高速鐵路監測參數傳感器的狀態，如表面位移、深部位移、滲流量、降雨量、裂縫、支護結構、地下水位、土壤含水率、土壓力、表面位移監測儀和視頻監控攝像機等前端感知設備；

網絡層：支持數據通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網絡、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感應設備M21F2可通過監測預警平臺的通訊方式，上行發送至監測控制中心平臺。

平臺層：整合各層設備和系統功能，通過信號的連接，下發平臺對前端感應器的命令，上傳監測數據的采集、處理、存儲和分析，實時聯動前端各大監控設備。

應用層：開啟信息發布途徑，實時展示信息數據和預警信息。

三、系統功能

■24 小時實時監測：對鐵路路基沉降、位移、變形、受力、環境、橋梁振動等全自動化在線監測，實時掌握鐵路整體施工/運行的安全狀態。

■多重分級預警：數據異常時，系統會觸發相應三級報警機制，第一時間以短信、傳真、廣播等形式通知用戶。

■應急預案處理：從專家庫直接提取相應處理辦法，及時采取人員介入、封鎖鐵路等辦法，將安全隱患消除在萌芽狀態。

■結構損傷機理研究：對結構損傷機理的宏觀分析、結構變形及破壞趨勢研究、歸納演繹。

■提供參考依據：監測數據的存儲，為今后同類工程設計、施工提供類比依據。

■行業規范標準形成：制定出適合結構健康監測的安全評價標準體系，形成行業標準規范。

四、云平臺

云服務器部署在云端，采用B(瀏覽器)/S(服務器)模式，可以購買阿里云或者騰訊云服務，也可以自建服務器，硬件要求根據配隧道監測數量而定，高速鐵路GNSS位移變形監測預警系統云平臺由辰邁開發，具有完全自主知識產權，其主要功能是控制系統各個模塊自動運行，接收、顯示、保存、查詢、打印報警信息，系統主要功能：鐵路沉降監測管理功能、鐵路監測地圖信息、鐵路監測傳感器、系統設備信息、視頻圖像信息、預警信息查詢、集成深部位移監測信息查詢、發布信息設置、開放平臺接口。

五、系統價值

高速鐵路GNSS位移變形監測預警系統可用于實時在線監測鐵路的各種需要監測的量值。鐵路圍巖地質條件復雜，施工環境惡劣，路基沉降、位移、變形、受力、環境、橋梁振動、傳統人工檢測手段難以全方位保證隧道安全。鐵路在線監測系統，針對鐵路全生命周期中的監測重難點問題，提供針對性的監測解決方案，數據傳輸到本地服務器，本地永久儲存，數據實時查看監測，歷史數據隨時可查。數據上傳云端永久備份，并且通過云端嵌入的算法和模型，對鐵路的各項監測數據進行分析，綜合評估鐵路的健康狀況，有效預警、防范和遏制重大事故發生，為用戶組織搶險，疏散影響區域人群贏得時間，減少事故和財產損失，為隧道施工和運營的安全保駕護航。