一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法

技术领域

本发明涉及安全监测领域，尤其涉及一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法。

背景技术

盾构机全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集光, 机,电,液,传感,信息技术于—体,具有开挖切削土体,输送土碴,拼装隧道衬砌,测量导向纠偏等功能,涉及地质,土木,机械,力学,液压,电气,控制,测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行"量体裁衣"式的设计制造,可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁,铁路, 公路,市政,水电等隧道工程。在盾构掘进中，隧道轴线往往埋深数十米，在掘进通过建构筑物危险风险源时，盾构机掘进上方需要安排测量人员查看地面建构筑物情况，有无塌陷，倾斜，漏浆等问题，但是不能做到地面状况和地下盾构掘进实时统一监控，浪费人力物力，又不能实时反馈地面情况。

发明内容

本发明的目的在于公开一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法，解决现有技术中，不能做到地面状况和地下盾构掘进实时统一监控，不能实时反馈地面情况的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法，包括：

S1、建立监控系统，监控系统包括地面监控模块、盾构机模块、卫星信息传输模块和地面录像模块；地面监控模块分别与卫星信息传输模块、盾构机模块、地面录像模块连接；

S2、通过卫星信息传输模块将卫星的录像传输至地面监控模块；

S3、通过地面录像模块获取建构筑物的地面监控视频；

S4、通过地面监控模块对录像中的建构筑物进行位置监测，获得实时位置；

S5、通过地面监控模块将实时位置和地面监控视频传输至盾构机模块。

优选地，所述地面监控模块包括第一显示单元、第一阈值报警单元和卫星录像处理单元；

所述卫星录像处理单元与所述第一显示单元连接；

所述卫星录像处理单元用于对录像中的建构筑物进行形态监测，获得形态信息；

所述盾构机模块包括第二显示单元和第二阈值报警单元。

优选地，所述卫星信息传输模块包括卫星录像处理单元和5G传输单元；

所述卫星录像处理单元通过所述5G传输单元与所述卫星录像处理单元连接。

优选地，所述卫星录像处理单元包括图像截图子单元和坐标系子单元；

所述坐标系子单元与所述第一显示单元连接。

优选地，所述图像截图子单元用于对卫星的录像中的建构筑物进行截图，获取建构筑物形态；

所述坐标系子单元获取建构筑物的实时位置，实时位置包括实时的横轴坐标X

所述第一阈值报警单元用于分别设定横轴坐标的第一偏差阈值和纵轴坐标的第二偏差阈值；

将第一偏差阈值和第二偏差阈值传输至第二阈值报警单元。

优选地，所述第一阈值报警单元包括第一对比单元和第一报警单元；

所述第一对比单元用于将实时位置和原始位置进行对比，原始位置包括原始的横轴坐标 X

若|X

优选地，所述盾构机模块还包括掘进参数同步单元和视频监控单元；

所述掘进参数同步单元和视频监控单元分别与所述第一显示单元连接。

优选地，所述掘进参数同步单元用于获取盾构机的运行参数，并将运行参数传输至所述第一显示单元；

所述视频监控单元包括前端视频采集设备和后端监控中心，前端视频采集设备用于采集监控点的视频数据并传输至后端监控中心，所述后端监控中心用于对所辖区域的监控点进行集中实时监控。

优选地，所述监控单元还用于将视频数据传输至第一显示单元。

本发明的技术效果和优点：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过将卫星信息传输模块将卫星的录像传输至卫星录像处理单元，由卫星录像处理单元对地面物体进行监测形态，地面监控室同时又将卫星的录像传送到盾构机模块，便于操作手观察，将盾构掘进时和对应地面建构筑物做到实时统一监控，且在掘进时及掘进通过后，能对比测量盾构机通过前后地面沉降及建构筑物倾斜，大大降低掘进风险，保证地面安全。

附图说明

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。

图1为本发明一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法的一种示例性实施例图。

图2为本发明监控系统的一种示例性实施例图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于通信技术的盾构掘进时地面建构筑物监控方法，包括：

S1、建立监控系统，监控系统包括地面监控模块、盾构机模块、卫星信息传输模块和地面录像模块；地面监控模块分别与卫星信息传输模块、盾构机模块、地面录像模块连接；

S2、通过卫星信息传输模块将卫星的录像传输至地面监控模块；

S3、通过地面录像模块获取建构筑物的地面监控视频；

S4、通过地面监控模块对录像中的建构筑物进行位置监测，获得实时位置；

S5、通过地面监控模块将实时位置和地面监控视频传输至盾构机模块。

具体的，地面监控模块设置在地面监控室中，盾构机模块设置在盾构机操作室中。地面监控模块通过光纤与盾构机模块连接。

优选地，所述地面监控模块包括第一显示单元、第一阈值报警单元和卫星录像处理单元；

所述卫星录像处理单元与所述第一显示单元连接；

所述卫星录像处理单元用于对录像中的建构筑物进行形态监测，获得形态信息；

所述盾构机模块包括第二显示单元和第二阈值报警单元。

优选地，所述卫星信息传输模块包括卫星录像处理单元和5G传输单元；

所述卫星录像处理单元通过所述5G传输单元与所述卫星录像处理单元连接。

优选地，所述卫星录像处理单元包括图像截图子单元和坐标系子单元；

所述坐标系子单元与所述第一显示单元连接。

优选地，所述图像截图子单元用于对卫星的录像中的建构筑物进行截图，获取建构筑物形态；

所述坐标系子单元获取建构筑物的实时位置，实时位置包括实时的横轴坐标X

所述第一阈值报警单元用于分别设定横轴坐标的第一偏差阈值和纵轴坐标的第二偏差阈值；

将第一偏差阈值和第二偏差阈值传输至第二阈值报警单元。

优选地，可以通过图像处理算法先获取表示建构筑物的重要区域，然后通过中心坐标法获取重要区域的中心坐标，将中心坐标用作实时位置。

优选地，所述第一阈值报警单元包括第一对比单元和第一报警单元；

所述第一对比单元用于将实时位置和原始位置进行对比，原始位置包括原始的横轴坐标 X

若|X

具体的，原始位置通过如下方式获取：

在还没进行掘进作业时，通过卫星信息传输模块获取建构筑物的录像，然后将录像输入到卫星录像处理单元中获得原始位置。

优选地，所述第二阈值报警单元包括第二对比单元和第二报警单元；

所述第二对比单元用于将实时位置和原始位置进行对比，原始位置包括原始的横轴坐标 X

若|X

优选地，所述盾构机模块还包括掘进参数同步单元和视频监控单元；

所述掘进参数同步单元和视频监控单元分别与所述第一显示单元连接。

优选地，所述掘进参数同步单元用于获取盾构机的运行参数，并将运行参数传输至所述第一显示单元；

所述视频监控单元包括前端视频采集设备和后端监控中心，前端视频采集设备用于采集监控点的视频数据并传输至后端监控中心，所述后端监控中心用于对所辖区域的监控点进行集中实时监控。

具体的，视频监控单元还可以包括网络视频服务器和通讯传输设备。

优选地，所述监控单元还用于将视频数据传输至第一显示单元。

具体的，第一显示单元用于显示所述视频数据和所述卫星的录像。

具体的，第一显示单元还用于显示所述地面监控视频。

优选地，所述第二显示单元用于显示所述地面监控视频。

本发明的技术效果和优点：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过将卫星信息传输模块将卫星的录像传输至卫星录像处理单元，由卫星录像处理单元对地面物体进行监测形态，地面监控室同时又将卫星的录像传送到盾构机模块，便于操作手观察，将盾构掘进时和对应地面建构筑物做到实时统一监控，且在掘进时及掘进通过后，能对比测量盾构机通过前后地面沉降及建构筑物倾斜，大大降低掘进风险，保证地面安全。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。

实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。