清研同创机器人（天津）有限公司天津300304
摘要：地铁在进行隧道施工以及运营的过程中，经常会因为自然或人为的原因给地铁隧道带来不利的影响，严重时还会导致地铁隧道出现变形的情况，影响到地铁运营的安全，因此利用测量机器人对其进行周期性的监测可以有效的避免地铁隧道出现问题并保证其运营安全。
关键词：测量机器人；地铁隧道监测；应用
1测量机器人的概念
测量机器人也被称之为测地机器人，是一种融合了现代科学技术的智能全站仪，在地铁隧道监测中起到了非常重要的作用，可以对所要监测的目标进行搜索与跟踪以此得到监测目标的真实距离与详细坐标，搜索到更多的距离信息。测量机器人的主要技术是视频成像技术，主要包括影像传感与步进马达，在测量机器人中安装智能化软件对其进行控制。影响传感的主要作用是帮助技术人员保证测量目标的准确性并对目标进行控制，随时对所得到的信息等进行判断与分析，也逐渐的替代了传统的照准与读取方式。此外，还应制定出测量机器人的策略计划，实现测量过程中的自我控制并对所搜集到的数据进行分析，目前其已成为较常使用的测量技术。
2地铁隧道监测
必测项目的测量方式有很多种。与传统的接触量测方法相比，非接触量测具有对施工影响小、量测速度快、适应性强的优点，因此对一些跨度较大的隧道来说，采用非接触量测方法更合适。基于本工程的实际工况，确定采用全站仪非接触量测方法来完成监控量测工作。采用全站仪对隧道进行非接触量测时，为了更好的采集数据，在制定的钢筋标靶断头处不能选用普通标识，因为在实际隧道工程中，洞内环境很复杂，并且洞内光线很差，选用普通标识会影响观测，所以应当采用易于光线反射的专门用于隧道施工监控量测的反光贴。为了提高观测精度，应采用不低于三次的多余观测法对隧道进行监测。
2.1周边水平位移量测
隧道净空的变化最能直观地反映出隧道开挖所引起的围岩变形情况。隧道周边两个量测点连线上的相对位移值即为隧道净空变化值，周边收敛和拱顶下沉点应距开挖面2m的范围内尽快安设，在量测断面测点埋设后24h内测取初始读数。简单对隧道净空收敛的量测方法进行阐述：在实际隧道工程的量测过程中，可以通过全站仪量测出B、C两测点的相对坐标值，根据得出的数据，将其转换成隧道净空宽度值，结合实际工程中的观测频率将每次观测的坐标值转换成隧道净空宽度值S后，再将得出的数值和上次的隧道净空宽度值进行对比，就能求出本次隧道净空收敛值。
2.2拱顶下沉量测
拱顶下沉主要是用于监测围岩的稳定性状况。在每个量测断面的拱部位置埋设一个自制的钢筋预埋件。埋设前先用小型钻机在相应地待测部位钻孔，随后将预埋件用锤砸入，即可进行量测。（1）理论分析。采用三角高程对拱顶标高进行量测，通过和已知水准点的对比，即可得出拱顶的下沉值。（2）所用仪器。徕卡Ts09plus全站仪、反光贴片、强射流电筒、测量专用本等。测角精度为1s，测距精度为1.5mm+2ppm。（3）测量布点。量测点采用长30cm、直径20mm的螺纹钢筋，并将钢筋端头磨平。将刻画有十字丝的反光贴片贴于螺纹钢筋断头上。（4）具体量测方法。全站仪在适宜的位置设站，不需要对其进行定向，通过测量已知点获得高程；随后用强射流电筒照向拱顶测点，用全站仪瞄准拱顶反光贴片上的十字丝，测量并读取数据。通过对比测点和已知点的高差变化，可得到拱顶下沉的情况。
3测量机器人在地铁隧道监测中的应用对策
3.1监测基准点及工作基点的设置
随着现代化、高科技的不断发展，测量机器人作为高科技的产物被应用到监测领域中，在使用的过程中应对监测的基准点、工作的基点进行准确的设置，如出现一点偏差都会导致所采集的监测数据出现错误，不能准确的反映出隧道结构变化的真是情况。如果出现严重的误差会给未来的监测工作带来更大的弊端。因此，监测基站经常放置在中间位置的侧壁上，以此来监视目标的总距离。支撑架的长度不可超过相应的车辆的限界与设备的限界。一般情况下，支撑托架的长度大约在400mm，在进行监测工作时应定期的检查工作基准点的稳定性确保后期工作可以顺利进行。地铁隧道变形监测点的布置对测量机器人监测工作中起到了非常重要的作用，尤其是曲线半径较大的地段如监测布置点设置的不准确测量机器人很难采集到该数据点的数据，更无法监测到改断面结构的变化情况，给监测数据分析带来不利的影响。
3.2自动化监测
地铁隧道监测工作的实施过程中，不能仅仅针对沉降或位移等单一的内容开展监测，一定要加强自动化监测的应用。首先应利用自动化监测系统进行数据的采集。相关人员在设计地铁隧道结构安全自动化监测系统的时候，对于数据的采集主要是建立TrimblePrecisionSDK平台及LeicaGeoCom指令集研发了可支持TrimbleS8及LeicaTM30全站仪的数据采集管理平台，这样对地铁隧道结构自动化监测的过程中就实现了使用远程全站仪对相关的数据和信息进行了采集和管理，并且利用相关数据的采集功能主要是需要实现在数据采集的过程中能够自动的开启和停止数据的采集，并实现对数据进行分组和处理以及在这个过程中对数据监测的过程中实现自动检测周期的。其次再利用自动化监测系统进行数据的处理。对于地铁隧道结构稳定性自动化监测过程中的数据，由于其所发挥的重要作用，因此对这些数据的处理也十分的重要，并且由于数据的处理直接决定数据处理的重要环境，我们对数据处理的方式直接的影响了我们测量的精度，因此，技术人员除了对基本的数据进行检测和处理之外，还需要一套数据监测和处理的系统，加强对地铁隧道数据的检测。因此，在这个过程中就使用了VT检测法对地铁隧道结构的稳定性进行了判断，在判断的过程中去掉不稳定的基准点，提高地铁隧道稳定性自动化监测中监测点解算成果的精准度。
3.3加强测量机器人的防护
在进行地铁隧道监测工作时，会受到不同自然因素的影响，因此为了可以使机器人更好的开展地铁监测工作，达到良好的效果，应对测量机器人进行防护。首先应加强测量机器人的密封性。由于地铁隧道内部空气湿度变化比较明显，所以在进行监测工作时应提升测量机器人对湿度的适应性，以此来降低水蒸气的渗透性，达到稳定性，并提升其使用寿命。其次，应对测量机器人进行定期的维护。不论是怎样的机械设备，在运行的过程中都应按照程序进行并对其进行定期的维护，测量机器人亦是如此，定期维护可以解决运行过程中的问题并提升其工作效率与地铁隧道检测的精度。最后，应良好的搭配测量机器人的布置与应用，以此来减少地铁隧道监测的遗漏现象的出现。
4结语
随着现代社会的发展，我国地铁事业的发展迎来了繁荣期，由于地铁在运行的过程中存在着较大的问题，例如变形现象的存在，就需要我们在地铁运行的过程中应用测量机器人对地铁隧道结构稳定性进行监测，一旦出现问题就可以及时解决，减少损失。测量机器人监测系统的数据采集成功率是比较高的，而且稳定性也比较高，能够满足地铁隧道结构监测在系统稳定性、成果精度等各个方面的要求。
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