岩土工程自动监测信息系统及其有关技术问题.pdfVIP

岩土工程自动监测信息系统及其有关技术问题① 刘丈安‘ 杨志法’ 刘英‘ 王敬” (’中国科学院地质研究所工程地质力学开放研究实验室北京100029) (．国家电力公司中南勘测设计研究院长沙410014) 摘要：岩土工程自动监测系统具有监涮对象信息变化差异太，监测环境恶劣等显著特点．其硬件系统应具备监测范围广， 抗干扰瞻力强，抗雷击等特殊功能；其软件系统必须具备与地质体稳定性评价、分析和预测及实时安全预警等相适应的功 能．同时．为了适应现代化工程建设的要求，还应具备先进的智瞻化和同络化等功能．为此．本文对岩土工程自动监捌系 统的功能和组成、当前的发展趋势、所涉及到一些关键硬件与软件技术问题展开了讨论．最后对作者在大量的这些关键技 术问题研究和岩士工程变形与破坏特征研究的基础上，所开发的大型水电边坡工程自动监测软件系统的功能和特色进行了 介绍，以供广大岩土工程工作者参考． 关键词：自动化、监测、硬件、软件、岩土工程 一、前言 人类忽视自然规律的建设活动会导致不良后果，甚至导致灾难。例如过量的抽取地下水，盲目开采地 下矿产资源，无充分的探明地质构造而进行扰动地质体的工程建设等等。因此，为保障我国国民经济建设 的可持续发展，保护环境，预测与预防地质灾害的发生，重视和加强我国各种基础建设岩土工程的地质、 水文和环境等方面的监测非常必要。 已有研究与工程实践经验表明，为了满足大型岩土工程安全监测与现代化信息管理的要求，应从系 统科学或地质工程监测信息系统ll咖的高度来考虑监测系统的建立问题。这才能避免备种监测数据由于分 散管理，而造成的信息利用率低、信息分析处理不及时及信息反馈速度慢的问题，同时也可为动态设计、 信息化施工和现代化管理决策提供必要的支持。关于地质工程信息系统的建立问题，作者已在文【5’6】中 进行了较为全面的讨论。由于和一般自动监测系统相比．岩土工程自动监测系统所主要监测的对象—— 地质体具有变形等变化差异显著的特点．所处环境一般也较为恶劣，因此要求其硬件系统应具备抗干扰 能力强，监测范围广，防潮、防湿、防尘，抗雷电等功能，要求软件系统具备与地质体稳定性评价、分 析和预测及实时安全预警等相适应的功能。因而必须采用一系列的不同于一般监测系统的软件与硬件技 术。 二、自动监测系统的功能与组成 岩土工程自动监测系统应具有高度可靠性、安全性、实时性、易维护和易操作性等当代先进监控系 统的特点，具有集传感器自动配置率定、多通道循环检测、多通道循环快速采样、自动安全预警、自动 监测数据管理与多功能数据分析和处理等为一体的功能。 岩土工程自动监测系统主要组成部分包括：具有自动监测功能的监测仪与埋设于地质体内与表面上 的传感器；将自动监测仪监控信号与传感器信号引至监控中心的监控网络；进行线路保护、信号调制、 集成数据采集的工程监控机箱；进行系统监控的计算机及其自动监控软件系统．它们形成一个有机的整 体．满足长期安全监控岩土工程的状态的要求。以作者为主所开发的一个岩土工程自动监测系统的功能 。本文得到国家自然科学基金项日(项目号的资助．参加奉文有关工作的还有罗华阳、楼向东、唐纯华、袁宝 远、岳远明等同志． 42 框图如图l所示。 图l、自动监控系统的组成框图 三、自动监测系统发展趋势分析 随着微型机技术的迅猛发展和人类J-程活动的复杂化．^们已不单纯满足于一个高度可靠的硬件监 控系统，也希望有一个可靠的、轻松的监控操作环境。这样以高档PC机为核心的监控系统成了首选方案。 随着科技水平的提高、生产力的发展．人类工程建设的规模也愈来愈大，因此，采用先进网络技术 的太规模的监控系统也成必然．这不但对监控硬件提出了不同的要求，更对自动监控软件系统提山了严 格的要求。监控网的技术、监控中心与分布的集中监控点的硬件系统的性能是决定整个监控系统性能的 关键之一。各种监控单元、线路保护单元、计算机控制单元的集成，对标准化的高性能通用接口技术提 出了更高的要求，因而性能优越的vXI总线技术和usB接口技术等将会逐渐被新的自动监控系统所采用。 以数据文件格式存放监测数据的