自动化监测 | 如何将全站仪变成24/7实时监测系统

变形监测是测量物体随着时间变化而发生位移的任务，在协助施工过程和了解结构资产的健康状况方面发挥着至关重要的作用。业主、运营商和承包商依靠自动化监测系统来测量和报告这些物体的位移，以确保公共安全、保护资产并做出明智的决策。测量员可以轻松地采用现有的测量原则和设备，并将其应用到自动化监测项目中。全站仪能够提供准确、可重复的测量，从而捕捉到关键的位移，并通过附带的软件平台，以满足用户需求的方式可视化和报告数据。

本文介绍了自动化和半自动化监测之间的差异，自动化系统的应用，以及使用 Trimble 4D Control (T4D) 将现有测量机器人转换为自动化监测系统的步骤。

自动化监测

半自动化和自动化监测系统

1. 半自动化监测系统

半自动化（也称为手动、定期或基于活动的监测）监测方案在行业中并不少见。通常，当测量频率较低（例如，每周或每月一次）并且不需要现场安装仪器（例如，三脚架、全站仪和数据采集器）时，会采用半自动化监测方案。这些操作用于检测缓慢而微妙的运动，例如大陆板块漂移。半自动化监测在特定操作期间也很有用，例如在桥梁上移动大型负载，项目持续时间不到一天，而且工作人员可以随时在现场的情况。

图1：使用 Trimble Access外业软件和S系列测量机器人测量数据，然后使用Microsoft Excel显示数据来执行半自动化监测的示例系统。

2. 自动化监测系统

自动化监测系统已成为建筑和结构行业的常态。当检测到位移后，涉及到生命安全和需要快速反应时间的情况，需要使用自动化监测系统。它们能够连续测量和分析来自大地测量传感器和岩土传感器的数据。仪器永久或半永久地安装在现场（例如，全站仪外壳上的混凝土支柱，用于将全站仪安装在永久性的基础设施上），以减少返回现场并提高无缝收集数据的能力。为了确保业主和承包商能够对突然的位移做出反应，数据的收集频率很高，如每分钟或每天一次。

自动化监测系统的应用

• 交通基础设施建设需要对周围基础设施进行监测分析，以确保施工活动不会对周围基础设施造成干扰或威胁公共安全；

• 对建筑物和历史古建（如雕像或纪念碑）进行监测，以便及时发现缺陷并通知相关部门，以便他们及时做出决策；

• 露天和地下矿井同样受益于监测系统，用于保障挖掘和作业过程中工人的安全和矿井墙的稳定性；

• 所有类型的水坝，无论是混凝土水坝、土坝还是尾矿坝，一旦发生事故，都可能对下游居民的安全造成灾难性的后果。借助自动化监测系统，工程师和业主可以监测位移，并在事故发生之前向他们发出警报。
  

图2：在刚果某矿场，正在采集数据的自动化监测系统。

图3：Trimble S系列测量机器人时刻紧盯着瑞士比尔铁路轨道。

自动化监测系统组件

自动化监测系统由四个部分组成：

1. 基础设施和建筑物：这是被监测的对象，例如桥墩、建筑立面、大坝墙等。

2. 具有电源和通信功能的传感器：测量基础设施状态的传感器/设备，例如测量机器人、GNSS接收机或岩土传感器。

3. 配置、存储和数据管理：部署在本地服务器上的软件，与传感器通信以接收数据并进行后处理，然后将其存储在某个位置。

4. 可视化、报告和警报：用于创建所收集数据的可交付成果的软件，例如位移报告和阈值警报。

图4：构成自动化监测解决方案的系统组件。

自动化监测系统的设置

您可以按照以下步骤，将您的测量机器人设置成为自动化监测系统：

1. Trimble S系列测量机器人：可以使用S5、S7、S9或S9 HP仪器。T4D还支持非Trimble制造的其他品牌全站仪。

2. Settop M1全站仪控制器：该设备驱动、调度和控制全站仪监测，并将数据发送到T4D数据库。它还具有机载存储功能，以防止数据通信间隙造成的数据丢失。可通过USB电缆将Settop M1与全站仪相连。

3. Settop M1电源线：此电缆通过本地电源为Settop M1设备供电。

4. Settop M1与T4D的通信：可通过蜂窝网络或局域网进行通信。

5. Trimble 4D Control高级版：您可根据需要进行3个月和12个月的订阅,或购买永久许可。它需要安装在托管数据的计算机上。

图5：使用Settop M1和Trimble S系列测量机器人的自动化监测系统的硬件设置。

配置自动化监测系统

设置并安装硬件后，下一步是配置数据通信和存储。首先用Settop M1 Web应用程序来配置数据收集的目标和调度，然后是T4D控制服务器来接收、处理、存储和可视化数据。

图6：使用Trimble 4D Control软件、S系列测量机器人和Settop M1控制器的自动化监测系统。

点击阅读原文，可联系您当地的代理商，了解更多自动化监测解决方案。