本发明涉及隧道监测技术领域，公开了一种沉管隧道监测预警装置，包括监测模块、分析处理模块和预警模块，监测模块包括多个第一传感器、多个第二传感器和温度传感器，第一传感器、第二传感器分别用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间的横向差异位移、竖向差异位移，温度传感器用于监测所述沉管隧道所处环境的温度；所述分析处理模块用于根据监测模块发送的数据定期计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，将平均横向差异位移、平均竖向差异位移分别与对应的预设位移差阈值进行比较，根据比较结果确定是否生成预警指令；预警模块用于执行所述预警指令。本发明实现了对沉管隧道的两个相邻沉管之间的水平位移和竖向位移的监测。
1.一种沉管隧道监测预警装置，其特征是，包括监测模块、分析处理模块和预警模块，其中：所述监测模块包括多个第一传感器、多个第二传感器和温度传感器，所述的多个第一传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间的横向差异位移，所述多个第二传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间竖向差异位移，所述温度传感器用于监测所述沉管隧道所处环境的温度；
所述分析处理模块与所述监测模块通信，用于根据监测模块发送的数据定期计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，将所述平均横向差异位移、平均竖向差异位移分别与对应的预设位移差阈值进行比较，根据比较结果确定是否生成预警指令；
所述计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，包括：获取当前周期预设时间段内每次采样的位移数据，根据该位移数据计算对应于各采样次数的横向差异位移、竖向差异位移数据；
根据所述横向差异位移、竖向差异位移数据计算理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移：式中，n表示当前周期预设时间段的采样次数，d1avg为当前周期预设时间段的理论平均横向差异位移，d2avg为当前周期预设时间段的理论平均竖向差异位移， 为对应前n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应后n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应前n/2次采样的竖向差异位移的极大值， 为对应后n/2次采样的竖向差异位移的极大值；
对所述理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移分别进行修正，得到该预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，包括：获取当前周期预设时间段内每次采样的温度数据，计算当前周期预设时间段内的平均温度；
式中，α为预设的温度修正位移，Tavg为所述当前周期预设时间段内的平均温度，T0为预设的适宜沉管隧道的温度阈值，f(Tavg,T0)为预设的判断取值函数，当Tavg≤T0时，f(Tavg,T0)＝0，当Tavg>T0时，f(Tavg,T0)＝1；
按照下列修正公式计算预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移：d1avg′＝d1avg(1+s)
式中，d1avg′表示预设时间段的平均横向差异位移，d2avg′表示预设时间段的平均竖向差异位移。
2.根据权利要求1所述的一种沉管隧道监测预警装置，其特征是，所述第一传感器为两个，平行于相邻两个沉管水平设置，所述第一传感器设置在管节接头的底部。
3.根据权利要求1所述的一种沉管隧道监测预警装置，其特征是，所述第二传感器为两个，分别竖直设置在管节接头的两侧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种沉管隧道监测预警装置，其特征是，所述预警模块执行所述预警指令时，向预先设定的移动终端发送预警信息。
一种沉管隧道监测预警装置
技术领域
[0001] 本发明涉及隧道结构健康监测领域，具体涉及一种沉管隧道监测预警装置。
背景技术
[0002] 在长期的自然环境和使用环境的双重作用下，沉管隧道的两个相邻沉管之间容易发生水平位移和竖向位移，这些位移发生容易影响沉管隧道的结构健康，不利于沉管隧道的正常运行。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种沉管隧道监测预警装置。
[0004] 本发明的目的采用以下技术方案来实现：
[0005] 本发明提供了一种沉管隧道监测预警装置，该装置包括监测模块、分析处理模块和预警模块，其中：
[0006] 所述监测模块包括多个第一传感器、多个第二传感器和温度传感器，所述的多个第一传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间的横向差异位移，所述多个第二传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间竖向差异位移，所述温度传感器用于监测所述沉管隧道所处环境的温度；
[0007] 所述分析处理模块与所述监测模块通信，用于根据监测模块发送的数据定期计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，将所述平均横向差异位移、平均竖向差异位移分别与对应的预设位移差阈值进行比较，根据比较结果确定是否生成预警指令；
[0008] 所述预警模块用于执行所述预警指令。
[0009] 在一种能够实现的方式中，所述第一传感器为两个，平行于相邻两个沉管水平设置，所述第一传感器设置在管节接头的底部。
[0010] 在一种能够实现的方式中，所述第二传感器为两个，分别竖直设置在管节接头的两侧。
[0011] 在一种能够实现的方式中，所述计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，包括：
[0012] 获取当前周期预设时间段内每次采样的位移数据，根据该位移数据计算对应于各采样次数的横向差异位移、竖向差异位移数据；
[0013] 根据所述横向差异位移、竖向差异位移数据计算理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移：
[0014]
[0015]
[0016] 式中，n表示当前周期预设时间段的采样次数，d1avg为当前周期预设时间段的理论平均横向差异位移，d2avg为当前周期预设时间段的理论平均竖向差异位移， 为对应前n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应后n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应前n/2次采样的竖向差异位移的极大值，为对应后n/2次采样的竖向差异位移的极大值；
[0017] 对所述理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移分别进行修正，得到该预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移。
[0018] 在一种能够实现的方式中，所述对所述理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移分别进行修正，包括：
[0019] 获取当前周期预设时间段内每次采样的温度数据，计算当前周期预设时间段内的平均温度；
[0020] 根据所述平均温度计算位移修正系数s：
[0021]
[0022] 式中，α为预设的温度修正位移，Tavg为所述当前周期预设时间段内的平均温度，T0为预设的适宜沉管隧道的温度阈值，f(Tavg，T0)为预设的判断取值函数，当Tavg≤T0时，f(Tavg，T0)＝0，当当Tavg＞T0时，f(Tavg，T0)＝1；
[0023] 按照下列修正公式计算预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移：
[0024] d1avg′＝d1avg(1+s)
[0025] d2avg′＝d2avg(1+s)
[0026] 式中，d1avg′表示预设时间段的平均横向差异位移，d2avg′表示预设时间段的平均竖向差异位移。
[0027] 在一种能够实现的方式中，所述预警模块执行所述预警指令时，向预先设定的移动终端发送预警信息。
[0028] 本发明的有益效果为：本发明实现了对沉管隧道的两个相邻沉管之间的水平位移和竖向位移的监测，并能够根据监测结果进行实时预警，便于工作人员根据预警信息及时对沉管隧道进行结构健康维护。
附图说明
[0029] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0030] 图1是本发明一个示例性实施例的沉管隧道监测预警装置的结构连接框图。
[0031] 附图标记：
[0032] 监测模块1、分析处理模块2、预警模块3。
具体实施方式
[0033] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0034] 如图1所示，本发明实施例提供了一种沉管隧道监测预警装置，该装置包括监测模块1、分析处理模块2和预警模块3，其中：
[0035] 所述监测模块1包括多个第一传感器、多个第二传感器和温度传感器，所述的多个第一传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间的横向差异位移，所述多个第二传感器用于监测沉管隧道的两相邻沉管之间竖向差异位移，所述温度传感器用于监测所述沉管隧道所处环境的温度；
[0036] 所述分析处理模块2与所述监测模块1通信，用于根据监测模块1发送的数据定期计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，将所述平均横向差异位移、平均竖向差异位移分别与对应的预设位移差阈值进行比较，根据比较结果确定是否生成预警指令；
[0037] 所述预警模块3用于执行所述预警指令。
[0038] 其中，根据比较结果确定是否生成预警指令，包括：在所述平均横向差异位移大于对应的预设位移差阈值时生成预警指令，和/或在所述平均竖向差异位移超出对应的预设位移差阈值时生成预警指令。所述平均横向差异位移对应的预设位移差阈值，以及所述平均竖向差异位移对应的预设位移差阈值可以根据位移对沉管隧道结构的损坏影响程度进行确定。
[0039] 其中，所述的预警指令可以包括数据不满足要求所对应的沉管位置信息或者沉管编号信息。
[0040] 本发明上述实施例实现了对沉管隧道的两个相邻沉管之间的水平位移和竖向位移的监测，并能够根据监测结果进行实时预警，便于工作人员根据预警信息及时对沉管隧道进行结构健康维护。
[0041] 在一种能够实现的方式中，所述第一传感器为两个，平行于相邻两个沉管水平设置，所述第一传感器设置在管节接头的底部。在一种能够实现的方式中，所述第二传感器为两个，分别竖直设置在管节接头的两侧。
[0042] 在一种能够实现的方式中，所述计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，包括：
[0043] 获取当前周期预设时间段内每次采样的位移数据，根据该位移数据计算对应于各采样次数的横向差异位移、竖向差异位移数据；
[0044] 根据所述横向差异位移、竖向差异位移数据计算理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移：
[0045]
[0046]
[0047] 式中，n表示当前周期预设时间段的采样次数，d1avg为当前周期预设时间段的理论平均横向差异位移，d2avg为当前周期预设时间段的理论平均竖向差异位移， 为对应前n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应后n/2次采样的横向差异位移的极大值， 为对应前n/2次采样的竖向差异位移的极大值，为对应后n/2次采样的竖向差异位移的极大值；
[0048] 对所述理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移分别进行修正，得到该预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移。
[0049] 本实施例通过计算预设时间段内的平均横向差异位移和平均竖向差异位移，能够帮助维护人员了解每个时间阶段的沉管隧道的位移变化。根据上述方式计算平均横向差异位移和平均竖向差异位移，能够在保障数据精度的情况下提高数据计算的效率，从而提高监测效率。
[0050] 在一种能够实现的方式中，所述对所述理论平均横向差异位移和理论平均竖向差异位移分别进行修正，包括：
[0051] 获取当前周期预设时间段内每次采样的温度数据，计算当前周期预设时间段内的平均温度；
[0052] 根据所述平均温度计算位移修正系数s：
[0053]
[0054] 式中，α为预设的温度修正位移，Tavg为所述当前周期预设时间段内的平均温度，T0为预设的适宜沉管隧道的温度阈值，f(Tavg，T0)为预设的判断取值函数，当Tavg≤T0时，f(Tavg，T0)＝0，当当Tavg＞T0时，f(Tavg，T0)＝1；
[0055] 按照下列修正公式计算预设时间段的平均横向差异位移和平均竖向差异位移：
[0056] d1avg′＝d1avg(1+s)
[0057] d2avg′＝d2avg(1+s)
[0058] 式中，d1avg′表示预设时间段的平均横向差异位移，d2avg′表示预设时间段的平均竖向差异位移。
[0059] 由于温度会影响到位移，本实施例根据温度数据对计算出的位移变化进行修正，并相应提出了位移修正系数，能够进一步提高位移变化计算的精度，提高预警装置预警的准确性。
[0060] 在一种能够实现的方式中，所述预警模块3执行所述预警指令时，向预先设定的移动终端发送预警信息。通过直接向移动终端发送预警信息，能够及时提醒到维护人员，便于维护人员根据预警信息及时对沉管隧道进行结构健康维护。
[0061] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
