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近些年來，高速、高鐵等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，我國隧道建設(shè)工作進(jìn)入了迅猛發(fā)展時(shí)期，隨之而來的各種隧道事故也頻頻發(fā)生。隧道穿越的山體工程地質(zhì)及水文地質(zhì)等條件復(fù)雜多變，既有隧道受修建時(shí)期的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)條件的限制，早期修建的隧道經(jīng)常出現(xiàn)隧道拱頂開裂、邊墻開裂、拱頂空洞、襯砌損壞、隧道滲漏水、隧道凍害、圍巖大變形等隧道的健康問題變得日益突出，如何對(duì)現(xiàn)役營運(yùn)隧道或新建隧道進(jìn)行健康診斷和病害與災(zāi)害預(yù)防和控制就顯得極為重要。
在隧道安全監(jiān)測(cè)中,及時(shí)收集和分析現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。為了實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間任何地點(diǎn)都可以對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)分析的要求決定是否預(yù)警，組建遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是切實(shí)可行的措施，隧道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括1傳感系統(tǒng)、2數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、3數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、4預(yù)警系統(tǒng)和5遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)五大部分。
傳感系統(tǒng)應(yīng)用各種傳感器，將被測(cè)量轉(zhuǎn)變成便于記錄及再處理的電壓或電流等信號(hào)。由于從傳感器輸出的電信號(hào)一般很弱，通常各種傳感器都有與之匹配的信號(hào)放大器。其功能是將傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大或轉(zhuǎn)換。傳感系統(tǒng)包括加速度計(jì)、應(yīng)變計(jì)、位移計(jì)、鋼筋計(jì)、土壓力盒、測(cè)斜儀、信號(hào)放大器等。
數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的功能是將傳感器變換、放大器放大后的信號(hào)，直接以模擬量的方式記錄下來或者經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后以數(shù)字量的方式進(jìn)行記錄。另外，為了達(dá)到遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，還要將這些數(shù)據(jù)通過合理的傳輸方式傳送到監(jiān)控室，設(shè)備包括采集器、發(fā)送主機(jī)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理設(shè)備。
數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)完成的是數(shù)據(jù)處理展示的工作， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)初步處理后在終端上顯示，然后直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。該子系統(tǒng)的目的是根據(jù)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，使各不同類型的數(shù)據(jù)通過恰當(dāng)?shù)慕M織，被有效的存儲(chǔ)起來，在保證必要信息存儲(chǔ)的前提下，盡量減少數(shù)據(jù)的冗余度。設(shè)備包括高性能計(jì)算機(jī)及分析軟件，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理。
預(yù)警系統(tǒng)也可稱為評(píng)估系統(tǒng)，是對(duì)測(cè)量的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行判斷、分析評(píng)估，對(duì)異常測(cè)試值進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)，為施工策略的變動(dòng)提供參考，確保工程安全。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程傳輸方面，通過有線連接或無線微波遠(yuǎn)程模擬信號(hào)發(fā)送及接收系統(tǒng),也可以采用在商業(yè)上已經(jīng)取得了巨大成功的客戶機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)方便和真正的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。對(duì)于隱蔽性很強(qiáng)的地下工程，像隧道由于存在地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等不可準(zhǔn)確預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)，研究開發(fā)先進(jìn)、實(shí)用的隧道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)工程實(shí)踐具有重要意義。