一种带有基准校核装置的路基沉降自动监测系统的制作方法

本实用新型涉及形变监测、测控技术领域，更具体地说，尤其涉及在铁路、公路路基的施工和运营期对高铁路基结构可以进行实时在线安全监测的一种带有基准校核装置的路基沉降自动监测系统。

背景技术：

随着高铁建设在我国的快速发展，铁路建设信息化、铁路运营信息化已经被铁路相关管理和建设单位所重视，越来越多的新建铁路和运营铁路针对重点路段设计和实施了路基沉降变形自动监测，通过远程人工智能的手段实时在线进行施工质量的监控和铁路运营安全的监控，但是现有技术中的路基沉降自动观测系统中，无论是专利号为 201320642076的实用新型专利，还是专利号为2017208792402的实用新型专利，所公开路基沉降自动监测系统中，地基沉降自动监测均设置一个基准点，通过基准点控制箱连接各个测线的物位计，从而实现对地层位移变化的监测。

在实际的作业中发现，这些监测系统所设置的基准点一般通过设置基准固定杆，固定杆深度至基岩，从而获得稳定的基准点高程，当基准点的地层或岩石发生位移变化时，会导致整个测线数据的不准确，虽然为保证测线数据的准确性，会在测线上采用人工定期复核观测基准控制箱高程的方式，将高程数据定期录入数据处理系统用于修正测点物位计高程，但这这种方式对基准点的校正是属于被动的，基准数据的变化会由于数据采集的时间而存在滞后性，进而影响到整个地层监测的准确性。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷和问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带有基准校核装置的路基沉降自动监测系统，通过对现有技术中路基沉降系统的改造，对位于基准点的基准控制箱的高程数据进行即时监测，实现实时监测整个地层形变的监测，在充分发挥现有测线的功能外，保障系统长期、实时、稳定、准确的在线持续工作。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带有基准校核装置的路基沉降自动监测系统，包括地基沉降自动监测测线、表层沉降自动监测测线，所述地基沉降自动监测测线由地基埋入式基准控制箱、至少两组地基测点物位计通过连接总线串联连接；所述表层沉降自动监测测线由表层自动校核基准控制箱、至少两组表层测点物位计通过连接总线串联连接；所述地基沉降自动监测线的地基测点物位计与表层沉降自动监测线的表层自动校核基准控制箱通过分层连接杆刚性连接，分层连接杆内置的电源线和信号线，将地基沉降自动监测线与表层自动监测线的电源与信号相连通，表层自动校核基准控制箱可自动校核箱内基准点的高程数据，所述地基埋入式基准控制箱连接校验基准控制箱，地基埋入式基准控制箱连接校验基准控制箱通过电源线和信号线实现电源与信号相连通。

上述技术方案中，所述校验基准控制箱通过位于地基埋入式基准控制箱内的电源线和信号线，将电源与信号并联连接表层自动校核基准控制箱的电源线和信号线。

上述技术方案中，所述校验基准控制箱由箱体、校验点物位计、储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置、GPS定位仪组成，其中储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置、GPS定位仪固定在箱体内侧壁；高能蓄电池、无线发射装置、 GPS定位仪通过连接总线分别与数据采集传输控制盒连接，储液罐、校验物位计、数据采集传输控制盒通过连接总线顺序连接。上述技术方案中，所述校验基准控制箱包括太阳能板，所述太阳能板连接高能蓄电池。

上述技术方案中，所述校验基准控制箱、地基埋入式基准控制箱、地基测点物位计、表层测点物位计、表层自动校核基准控制箱、分层连接杆分别安装在沉降板上。

上述技术方案中，所述地基埋入式基准控制箱由箱体、基准点物位计、储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置组成，其中储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置固定在箱体内侧壁；高能蓄电池、无线发射装置通过连接总线分别与数据采集传输控制盒连接，储液罐、基准点物位计、数据采集传输控制盒通过连接总线顺序连接。

上述技术方案中，所述表层自动校核基准控制箱由基准点物位计、储液罐通过连接总线顺序组成，其中储液罐固定在箱体内侧壁。

上述技术方案中，所述校验基准控制箱、地基埋入式基准控制箱分别刚性螺接沉降板和基准固定杆。

上述技术方案中，所述地基埋入式基准控制箱连接太阳能充电设备。

上述技术方案中，所述连接总线为数据线、液管、气管集成的总线。

上述技术方案中，所述校验基准控制箱、地基埋入式基准控制箱内置数据采集传输控制盒，测量数据实时通过无线或有线方式传输至网络数据平台。

本实用新型结构简单、设计合理且使用效果好，通过校核基准控制箱监测地基埋入式基准控制箱的形变数据，并可作为备选基准控制箱使用，在紧急情况下取代地基埋入式基准控制箱，通过地基埋入式基准控制箱为稳定保护基准点方式的路基沉降自动监测系统，既实现了表层测点与路基地基测点实时同步测量的目的，又可以保证数据即时校验，维护了高铁线路的安全，广泛应用于高速铁路的设计与施工建设中，也适合应用在既有运营铁路的路基沉降安全自动监测中，通过对现有路基沉降系统进行改造即可实现，具有成本低，性能好，能有效为高铁安全保驾护航。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型的结构示意图。

图2为地基埋入式基准控制箱结构示意图。

图3为校验基准控制箱结构示意图。

其中：地基埋入式基准控制箱1，基准点物位计2，工业蓄电池3、储液罐4，数据采集传输控制盒5、校验基准控制箱6、地基测点物位计61、表层测点物位计62、地基沉降自动监测测线7、表层自动校核基准控制箱8、表层沉降自动监测测线9、分层连接杆10、基准固定杆11、连接总线12、GPS定位仪13。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1、图2所示，作为实施例所示的一种带有基准校核装置的路基沉降自动监测系统，包括通过分层连接杆连接的地基沉降自动监测测线、表层沉降自动监测测线。

地基沉降自动监测测线由地基埋入式基准控制箱、至少两组地基测点物位计通过连接总线串联连接。

地基埋入式基准控制箱由箱体、基准点物位计、储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置组成，其中储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置固定在箱体内侧壁；高能蓄电池、无线发射装置通过连接总线分别与数据采集传输控制盒连接，储液罐、基准点物位计、数据采集传输控制盒通过连接总线顺序连接。

表层沉降自动监测测线由表层自动校核基准控制箱、至少两组表层测点物位计通过连接总线串联连接表层自动校核基准控制箱，表层自动校核基准控制箱由基准点物位计、储液罐通过连接总线顺序组成，其中储液罐固定在箱体内侧壁。

地基埋入式基准控制箱连接校验基准控制箱，地基埋入式基准控制箱连接校验基准控制箱通过电源线和信号线实现电源与信号相连通。

作为优选的实施例，校验基准控制箱通过位于地基埋入式基准控制箱内的电源线和信号线，将电源与信号并联连接表层自动校核基准控制箱的电源线和信号线。

根据图3所示，校验基准控制箱由箱体、校验点物位计、储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置、GPS定位仪、太阳能板组成，其中储液罐、高能蓄电池、数据采集传输控制盒、无线发射装置、GPS定位仪固定在箱体内侧壁；高能蓄电池、无线发射装置、GPS定位仪通过连接总线分别与数据采集传输控制盒连接，高能蓄电池连接太阳能板，储液罐、校验物位计、数据采集传输控制盒通过连接总线顺序连接。太阳能板位于校验基准控制箱的箱体外部，可以接受日照的位置，太阳能板供电技术属于现有技术，在此不再赘述。

地基沉降自动监测测线与表层沉降自动监测测线分别连接基础测量层，基础测量层设置的基准点测量设备与工控设备连接。

地基沉降自动监测测线的地基测点物位计是通过自动测量与地基埋入式基准控制箱内基准点物位计的液位差而获得高程的位移值；表层沉降自动监测测线的表层测点物位计是通过自动测量与表层自动校核基准控制箱内的基准点物位计的液位差而获得位移值。

校验基准控制箱、地基埋入式基准控制箱、地基测点物位计、表层测点物位计、表层自动校核基准控制箱、分层连接杆分别安装在沉降板上。地基埋入式基准控制箱通过刚性螺接基准固定杆，基准固定杆(深度至基岩)获得稳定的基准点高程，在土层深厚地区采取人工定期复核观测基准控制箱高程的方式，将高程数据定期录入数据处理系统用于修正测点物位计高程，校验基准控制箱通过刚性螺接基准固定杆，基准固定杆(深度至基岩)获得稳定的基准点高程，校验基准控制箱设置位置远离地基埋入式基准控制箱5-10KM的地方，要求校验基准控制箱所使用的基准固定杆安装更加稳固，用以进行校准，并与地基埋入式基准控制箱同时向网络处理平台传输数据，网络处理平台即时核对并校验二者传输的数据，当出现数据偏差时，通过校验基准控制箱中的GPS定位仪传输的数据进行检测核对数据变化原因，并由技术人员进行判断，当地基埋入式基准控制箱发生故障无法传输数据时，由于校验基准控制箱通过位于地基埋入式基准控制箱内的电源线和信号线，将电源与信号并联连接表层自动校核基准控制箱的的电源线和信号线，故校验基准控制箱可以临时替代地基埋入式基准控制箱，实现地层形变数据的可靠传输，保障监测系统长期、实时、稳定、准确的在线持续工作，为了保证校验基准控制箱数据精准性，同时采取人工定期复核观测基准控制箱高程的方式，监测基准控制箱的测点物位计高程数据。

地基埋入式基准控制箱连接太阳能充电设备，获得稳定持久的电源。

校验基准控制箱、地基埋入式基准控制箱和表层自动校核基准控制箱通过无线或者有线的方式实时将数据传输至网络处理平台。网络平台的系统处理系统可双向实时远程控制地基埋入式基准控制箱和表层自动校核基准控制箱的采集传输频次调整和上线下线功能。

实施例中连接总线为数据线、液管、气管集成的总线。

本实用新型专利中，测点物位计、地基测点物位计和表层测点物位计均采用同一型号的物位计产品，如中国外观专利2015303612005 所公开的物位计，或中国外观专利2016305818933所公开的位移计。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。