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摘要：文章对隧道施工中自动采集多远信息等方法与技术进行了探讨，将安全管理、通讯视频、多种传感器数据采集、人机定位、3维激光扫描等无线技术集成一体，实现了采集与综合分析选测断面多种传感器无线数据，同时还实现了定位管理车辆与掌子面人员、稳定性监测掌子面、编录分析与显示、实施采集掌子面图像等。在专家经验、分析计算、多元信息预警的基础上，配合警灯鸣笛、有源定位卡以及系统通讯卡，进行安全信息提示，构建隧道施工多元信息全方位完全保障体系，在发生危险时，将人员及时疏导撤离、并启动预警应急预案。该系统对提高隧道施工安全度、直观高校施工现场管理具有着十分重要的作用。
关键词：安全管理；预警；多元信息；隧道工程
伴随我国社会经济和科学技术水平的不断提高，信息化施工已经广泛应用于隧道工程中，要确保施工安全及质量就需要采用实时监测。在现代隧道施工中，通信技术和计算机网络技术实现了遥控化的远程监控，其将采集和反馈信息的效率大大提升、规避施工冲突，可同时检测多项施工内容。为了应对地下隧道施工恶劣环境，应实时掌握施工现场信息，对信息的监测与反馈提出了较高要求，在改善与优化施工方法后，才能够确保施工的顺利开展。为了确保监测数据的及时性与正确性，应采用自动监测，这样，如果量测数据一旦超出预警值范围，可触发系统立即报警。在监控量测内容中中，采用计算机软件代替传统的人工后处理，可以避免对监测实时性产生影响，系统自动化的反馈、分析、处理，可以有效监测纷繁数据，提高工作处理效率。为了将上述功能有效运用、实现于隧道施工中，文章介绍隧道施工多元信息预警与安全管理系统，以自动监测隧道施工、确保隧道施工安全性。
1、 安全管理系统
隧道施工多元信息预警与安全管理系统保护了专业分析、图形显示、工程管理、用户管理等。
1.1专家系统
设计岩土工程模型主要包括三个方面，一是仅凭借专家知识和工程类比经验描述；二是利用数学方法进行描述；三是基于以上两点。以上述三类为前提，来设计动态的、能力系统。如自动生成设计模型的能力应在动态设计中体现出来。动态设计建模技术重点：①求解技术，包括采用模糊优化设计、随机变量设计、参数设计等各种人工智能方法以及数学方法对方案设计问题进行求解。②专家系统，为进一步落实决策过程的自动控制以及工程策略的自动优化选择，必须借助逻辑思维、知识和专家经验。③建立工程关联数据库和经验数学规划方法，以及参照岩土体失稳准则等。
1.2专业分析
系统软件主要的工作就是对数据的专业分析与处理。隧道多元信息按照一定频率采集信号，从而使大量的多元数据形成。隧道施工多元信息预警与安全管理系统的专业处理内容如下：分析有限元、分析极限应变、分析灰色系统、以及分析回归。
1.3定位管理人员及设备
为了对机械、整体隧道人员、工作面等分布情况进行实时掌握，应实行人员考勤管理、对机械设备和现场隧道施工人员位置分布展开实时了解。这样施工管理层才能及时掌握并合理调度和安排劳动力、施工进度等情况。为了最大限度地为事故后救援工作提供帮助，在隧道发生事故或进入红色警报后，将现场人员分布信息、详情有效提供。
1.4灾害预警
无论施工方案如何精准与安全，都必须对施工中可能出现的客观、主观原因以及诸多风险产生的影响预先进行考虑。当施工环境较为复杂，通过不断地转化与积累，造成安全隐患的次要因素可能会上升成为主要因素。因此，在隧道施工中十分有必要研究灾害预案。以下述内容为原则编写录入隧道施工多元信息预警与安全管理系统中。将可能发生的事故以及后果做一明确；各方的应急职责；经费保障、物资、设施、设备、人员等的應急资源；应急措施；指挥与协调应急行动；恢复现场；法律法规的要求、管理预案等其他工作的处理。
1.5参与平台
信息化设计就是对原设计的科学性、合理性根据施工过程中的监测和调查进行论证，也称之为动态设计。在隧道施工过程中将动态设计方法有效应用，开展现场量测，并将有关支护系统工作状态以及围岩稳定性等信息得到，之后向支护和决策系统的设计反馈该信息。我国动态设计存在问题包括：①CAD技术、网络技术以及动态设计没有相容；②动态设计系统的实用性、可操作性较弱，且体系有待完善；③难于推广、使用范围太过局限。隧道施工多元信息预警与安全管理系统利用管理技术、施工、设计、网络、计算机、通信等，创建起信息反馈、处理分析、采集信息为一身的局域网，通过与英特尔的连接，该局域网实现施工方、设计方、监理方与业主相互间进行远程通信、与访问的系统。
2、 多元信息预警
隧道施工多元信息预警与安全管理系统为保障隧道施工安全与合理设计，根据测点阀值或预设标准值的不同，多元信息预警实现监测项目自动预警功能，并对如下监测项目提供支持：①视频，将无线摄像头安装于隧道内需要区域，通过多功能采集器，视频信息被发送往无线基站，现场办公室与无线基站相连接，可对施工现场情况及时掌握。②声音，用于施工掌子面与主控制台之前的指挥、调配、通讯交互控制等。③施工，包括钻孔位移计、钢丝式位移计、多点杆式位移计等位移；以及锚杆轴力、支柱压力计、孔隙水压力计、钢筋应立计、压力盒等应力。④照度、风速、湿度、温度等环境类项目。⑤粉尘浓度、相对静压、风压、烟雾浓度、CO浓度、瓦斯等安全类项目。⑥其他有关数据等的辅助类项目。
3、 主要系统功能
隧道施工多元信息预警与安全管理系统主要实现功能包括：测量周边位移；测量拱顶下沉；安装就位辅助设备与放炮眼位置；稳定性监测预警掌子面；视频拍照掌子面；为监测单位、监理单位、施工方、设计方、建设方提供多元信息共享；通过鸣笛、警灯进行4级预警报；隧道内通讯可利用已有基站实现；无线监测预警数字类、开关量类、电压电流类、频率类的各种选测端面传感器；后台通讯与定位人员、设备；二衬厚度可通过二次扫描实现；扫描断面。可以说在隧道施工过程中，隧道施工多元信息预警与安全管理系统组合采用了视频监控、施工管理、多种传感器数据的采集、人机定位以及3维激光扫描等技术，能够采集、分析实施监测数据，定位管理车辆与掌子面人员、实时显示与分析掌子面图像等，实现了隧道施工的全方位控制。
结束语
为大力推进我国隧道工程技术，有机结合了安全管理、动态设计方法、隧道工程检测技术等，并创建了隧道施工多元信息预警与安全管理系统。该系统对隧道已有的专家经验、专家分析、超前预报信息、设计、勘察等进行有效利用，从而准确地评价了隧道施工状态，对于不同情况的危险程度，从位于采集器和各无线基站上的警报器、分级预警指示灯进行预警。该系统应用与隧道施工中能够有效降低发生灾害的概率，提醒和预防类型不同的灾害。在实际隧道工程施工中，一体化了监测数据、通讯、视频、人员设备定位等，全方位分析隧道数据，从而实现安全管理，确保了隧道施工的安全性。
参考文献：
[1]李利平，李术才，陈军，李景龙，许振浩，石少帅. 基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究[J].岩石力学与工程学报，2011（7）.
[2]李术才，薛翊国，张庆松，李树忱，李利平，孙克国，葛颜慧，苏茂鑫，钟世航，李貅. 高风险岩溶地区隧道施工地质灾害综合预报预警关键技术研究[J].岩石力学与工程学报，2010（7）.
[3]李鹏飞，张顶立，赵勇，周烨，房倩，张翾. 大断面黄土隧道二次衬砌受力特性研究[J]. 岩石力学与工程学报，2010（25）.
关键词：安全管理；预警；多元信息；隧道工程
伴随我国社会经济和科学技术水平的不断提高，信息化施工已经广泛应用于隧道工程中，要确保施工安全及质量就需要采用实时监测。在现代隧道施工中，通信技术和计算机网络技术实现了遥控化的远程监控，其将采集和反馈信息的效率大大提升、规避施工冲突，可同时检测多项施工内容。为了应对地下隧道施工恶劣环境，应实时掌握施工现场信息，对信息的监测与反馈提出了较高要求，在改善与优化施工方法后，才能够确保施工的顺利开展。为了确保监测数据的及时性与正确性，应采用自动监测，这样，如果量测数据一旦超出预警值范围，可触发系统立即报警。在监控量测内容中中，采用计算机软件代替传统的人工后处理，可以避免对监测实时性产生影响，系统自动化的反馈、分析、处理，可以有效监测纷繁数据，提高工作处理效率。为了将上述功能有效运用、实现于隧道施工中，文章介绍隧道施工多元信息预警与安全管理系统，以自动监测隧道施工、确保隧道施工安全性。
1、 安全管理系统
隧道施工多元信息预警与安全管理系统保护了专业分析、图形显示、工程管理、用户管理等。
1.1专家系统
设计岩土工程模型主要包括三个方面，一是仅凭借专家知识和工程类比经验描述；二是利用数学方法进行描述；三是基于以上两点。以上述三类为前提，来设计动态的、能力系统。如自动生成设计模型的能力应在动态设计中体现出来。动态设计建模技术重点：①求解技术，包括采用模糊优化设计、随机变量设计、参数设计等各种人工智能方法以及数学方法对方案设计问题进行求解。②专家系统，为进一步落实决策过程的自动控制以及工程策略的自动优化选择，必须借助逻辑思维、知识和专家经验。③建立工程关联数据库和经验数学规划方法，以及参照岩土体失稳准则等。
1.2专业分析
系统软件主要的工作就是对数据的专业分析与处理。隧道多元信息按照一定频率采集信号，从而使大量的多元数据形成。隧道施工多元信息预警与安全管理系统的专业处理内容如下：分析有限元、分析极限应变、分析灰色系统、以及分析回归。
1.3定位管理人员及设备
为了对机械、整体隧道人员、工作面等分布情况进行实时掌握，应实行人员考勤管理、对机械设备和现场隧道施工人员位置分布展开实时了解。这样施工管理层才能及时掌握并合理调度和安排劳动力、施工进度等情况。为了最大限度地为事故后救援工作提供帮助，在隧道发生事故或进入红色警报后，将现场人员分布信息、详情有效提供。
1.4灾害预警
无论施工方案如何精准与安全，都必须对施工中可能出现的客观、主观原因以及诸多风险产生的影响预先进行考虑。当施工环境较为复杂，通过不断地转化与积累，造成安全隐患的次要因素可能会上升成为主要因素。因此，在隧道施工中十分有必要研究灾害预案。以下述内容为原则编写录入隧道施工多元信息预警与安全管理系统中。将可能发生的事故以及后果做一明确；各方的应急职责；经费保障、物资、设施、设备、人员等的應急资源；应急措施；指挥与协调应急行动；恢复现场；法律法规的要求、管理预案等其他工作的处理。
1.5参与平台
信息化设计就是对原设计的科学性、合理性根据施工过程中的监测和调查进行论证，也称之为动态设计。在隧道施工过程中将动态设计方法有效应用，开展现场量测，并将有关支护系统工作状态以及围岩稳定性等信息得到，之后向支护和决策系统的设计反馈该信息。我国动态设计存在问题包括：①CAD技术、网络技术以及动态设计没有相容；②动态设计系统的实用性、可操作性较弱，且体系有待完善；③难于推广、使用范围太过局限。隧道施工多元信息预警与安全管理系统利用管理技术、施工、设计、网络、计算机、通信等，创建起信息反馈、处理分析、采集信息为一身的局域网，通过与英特尔的连接，该局域网实现施工方、设计方、监理方与业主相互间进行远程通信、与访问的系统。
2、 多元信息预警
隧道施工多元信息预警与安全管理系统为保障隧道施工安全与合理设计，根据测点阀值或预设标准值的不同，多元信息预警实现监测项目自动预警功能，并对如下监测项目提供支持：①视频，将无线摄像头安装于隧道内需要区域，通过多功能采集器，视频信息被发送往无线基站，现场办公室与无线基站相连接，可对施工现场情况及时掌握。②声音，用于施工掌子面与主控制台之前的指挥、调配、通讯交互控制等。③施工，包括钻孔位移计、钢丝式位移计、多点杆式位移计等位移；以及锚杆轴力、支柱压力计、孔隙水压力计、钢筋应立计、压力盒等应力。④照度、风速、湿度、温度等环境类项目。⑤粉尘浓度、相对静压、风压、烟雾浓度、CO浓度、瓦斯等安全类项目。⑥其他有关数据等的辅助类项目。
3、 主要系统功能
隧道施工多元信息预警与安全管理系统主要实现功能包括：测量周边位移；测量拱顶下沉；安装就位辅助设备与放炮眼位置；稳定性监测预警掌子面；视频拍照掌子面；为监测单位、监理单位、施工方、设计方、建设方提供多元信息共享；通过鸣笛、警灯进行4级预警报；隧道内通讯可利用已有基站实现；无线监测预警数字类、开关量类、电压电流类、频率类的各种选测端面传感器；后台通讯与定位人员、设备；二衬厚度可通过二次扫描实现；扫描断面。可以说在隧道施工过程中，隧道施工多元信息预警与安全管理系统组合采用了视频监控、施工管理、多种传感器数据的采集、人机定位以及3维激光扫描等技术，能够采集、分析实施监测数据，定位管理车辆与掌子面人员、实时显示与分析掌子面图像等，实现了隧道施工的全方位控制。
结束语
为大力推进我国隧道工程技术，有机结合了安全管理、动态设计方法、隧道工程检测技术等，并创建了隧道施工多元信息预警与安全管理系统。该系统对隧道已有的专家经验、专家分析、超前预报信息、设计、勘察等进行有效利用，从而准确地评价了隧道施工状态，对于不同情况的危险程度，从位于采集器和各无线基站上的警报器、分级预警指示灯进行预警。该系统应用与隧道施工中能够有效降低发生灾害的概率，提醒和预防类型不同的灾害。在实际隧道工程施工中，一体化了监测数据、通讯、视频、人员设备定位等，全方位分析隧道数据，从而实现安全管理，确保了隧道施工的安全性。
参考文献：
[1]李利平，李术才，陈军，李景龙，许振浩，石少帅. 基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究[J].岩石力学与工程学报，2011（7）.
[2]李术才，薛翊国，张庆松，李树忱，李利平，孙克国，葛颜慧，苏茂鑫，钟世航，李貅. 高风险岩溶地区隧道施工地质灾害综合预报预警关键技术研究[J].岩石力学与工程学报，2010（7）.
[3]李鹏飞，张顶立，赵勇，周烨，房倩，张翾. 大断面黄土隧道二次衬砌受力特性研究[J]. 岩石力学与工程学报，2010（25）.