近年来中国高铁发展的日新月异，让国民享受到便利的同时，与日俱增的交通运输量和运营总里程也使得铁路运营质量管理和需求不断提高。对于如何保证铁路的行车速度和舒适度，提高运营安全水平，是目前铁路运营管理的重点方向之一，运营线路的铁路变形监测也尤为重要。
新建高速公路工程在施工期间不可避免地会对周边的环境产生影响，包括引起周边土体的位移、沉降。从而使得周边既有铁路营业线隧道内部结构以及轨道发生位移变化，影响列车运行安全。因此，需要在施工过程中对施工影响范围内的既有营业线进行监控测量，并及时反馈监测信息，指导新建高速公路施工，在相关施工过程中应采取相应保护措施，确保既有营业线正常安全运营。
项目概况
本项目位于西南某地的一段既有铁路线路，周边正在进行工程施工，多处区段将建造上跨桥梁或下穿通道，将会对该条铁路的结构稳定性造成非常大的影响。而处于高速运行中的列车，即使是当前线路小小的沉降变化都会对行车安全产生不可忽视的安全风险。
在传统的高速铁路监测中，大多采用人工操作全站仪，用眼睛按棱镜测量，然后用人工处理方案导出数据。存在速度慢、人工偏差大、数据不能保证真实性等缺点，不能满足业主要求的实时数据，即测量和传输的要求。为了解决高速铁路行业的自动监控问题，天宝耐特推出了All-Link智能网关配合NETMOS自动化监测软件，并结合专门为铁路监测而优化的监测软件，能够完全响应现场需求，功能特性符合最新的《临近铁路营业线施工安全检测技术规程》规定。
项目实施
本项目新建道路设计下穿8座高速铁路桥，共采用4台全站仪设备，8个后视点以及159个监测点。
测点布设
测点布设
测点布设
观测墩布设
自动化监测系统
01 ALL-LINK 自动化监测网关
本项目采用新一代智能网关All-Link采用新的外观结构设计——铝合金型外壳，采用无风扇设计，通过外壳将内部热量导出，实现良好散热。同时在智能网关底部设计凹槽，增加散热的面积，当智能网关竖直安置的时候，凹槽将“自动产生气流”，更好地起到散热的效果。将前后挡板螺丝做导电处理、各线路接口与外壳做绝缘处理，以应对高低温严格环境，从而保证系统稳定运行。
智能网关具备多路通讯接口，具备SIM卡接口、USB口、4G/5G接口，网线接口，射频天线接口，除了常用的全站仪接口、气象传感器接口外，还预留了一个拓展口，为未来多源数据融合预留空间。
ALL-LINK自动化监测网关
底部凹槽
接口图
主要技术目标
- 支持边缘计算与云计算
- 支持Windows和Linux双操作系统架构
- 全合金外壳，适用于各种监测环境
- 内置4G、Wi-Fi、蓝牙
- 支持最大1TB存储扩展
- 2个串口、1个USB口、1个千兆网口
- 支持徕卡及天宝系列测量机器人
- 支持网络异常时全站仪监测数据的自动采集和事后上传
02 NetMos 自动化形变监测平台
以全开放式系统结构为基础，可以选择小型或大型系统配置，设计支持多用户进入的数据库（SQL-Server）；对原始数据进行读取、处理和报表生成，支持气象改正。与监测网关的数据库实现联系，可读取数据进行解算。进而进行数据报表输出。可支持单站或多测站数据的解算，自动计算形变成果，对计算结果进行有效性检查，具备强大的分析工具包，提供可视化和数字分析手段。同时简化配置流程，操作流程清晰易懂。
考虑到成果的可用性和便利性，结合监测用户单位和监理单位的应用实际，软件对数据成果报告进行了定制化的设计，其主要内容如下：
01 原始数据
以站点名——期数——开始观测时间为命名原则，清晰易懂，以SUC标准格式作为存储样式，可用于其他平差软件解算以做验证，同时提供ATM气象观测文件，记录观测时的温度、湿度、气压等气象信息，可用于测距精密改正。
02 观测手簿
观测手簿以EXCEL格式记录原始边角观测值，可作为报告的一部分进行呈现，提供观测精度统计，角度、斜距等原始观测值。
03 平差报告
提供平面网和高程网的平差报告，以及转换过后的平差原始观测值文件（可通过科傻等软件进行平差），以期数做命名加以区分，可用记事本直接打开。
04 报告成果
为更好地应用于项目实际，提升项目的管理质量水平，方便监测单位进行针对性的维护，软件对报告成果进行了优化设计，报告分为期报和日报两种，监测单位可根据实际需求选用。
A、监测成果统计表
通过监测成果统计表，第一时间对监测变化的最大值（是超过一定数值的数据）进行汇总计算，并给出是否超限或报警的提醒，方便监测工程师第一时间掌握项目的基本动态。
B、项目预警统计表
对项目出现报警的点位及其偏差值进行统计，并根据监测控制等级指标给出报警等级，便于分析。
C、未测点统计表
把本期未测到的点位进行统计，方便指导监测单位能有针对性的分析原因并实施相应的维护工作。
D、基准点稳定性分析
对基准点的稳定性进行初步分析，评估观测现场采用基准的可靠状态。
E、变形监测成果表
针对本涉铁监测项目，软件提供了点位的水平位移，竖直位移、桥墩倾斜三类报表，并提供可视化的数据曲线。曲线分为测点时间过程曲线与本期测点变化对比曲线两种，用户可自行选择。
F、有效地消除外界误差的影响
监测期间，铁路段测区周边温度场不稳定，大气分布密度极不均匀，导致了大气折射率存在较大的代表性误差问题，具体表现为监测现场每天的温度变化呈波浪形变化而非线型的变化。同时周边施工环境也对设站点的稳定性带来了一定的影响，All Link智能网关可将温度、湿度、气压观测量实时传输到自动监测系统中对距离进行实时气象改正，NetMos自动化监测软件具备动态平差算法，保证仪器即使安装在非稳定区域依然能够获得可靠稳定的监测成果。
项目总结
相较于其他类型的监测，铁路沉降变形监测属于精密工程测量，因此对监测手段的要求很高。除了日常的运营监测以外，还需要对铁路结构沿线施工而产生的施工安全进行监测，且对监测的频次、精度、系统功能性等要求更高，这样才能消除在整个施工过程中对铁路结构产生的安全隐患。
在本项目的运行阶段，系统运行平稳，可以保持实时数据的最大中误差在±0.5mm以内，高精度实时地反映了高速铁路的变形情况。用户可立即了解桥梁桩的安全情况，监测数据全面完整，解决了效率低、成本高、需要人工处理的传统监测方法，赢得了业主和施工单位的一致好评。
天宝耐特作为湖北省专精特新企业，拥有丰富的自动化监测施工经验，可根据项目特点提供从项目技术方案编写、项目开展到项目完工等工程全生命周期与产品全生命周期高质量技术服务。针对客户需求可协作开发与报表的定制，用专业性与责任心为安全监测作业保驾护航！