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基于激光测距的隧道断面监测系统
| 论文题名： | 基于激光测距的隧道断面监测系统 |
| 关键词： | 隧道工程;断面结构;监测系统;激光测距 |
| 摘要： | 交通运输系统是关系到国民经济发展的重要因素，同时对于国家政治领域、文化领域、国防建设与发展都有着较大的影响。随着经济的发展，我国公路、铁路、地铁等交通系统迅猛发展，在建项目日益增加。在交通系统搭建的过程当中，隧道起了非常重要的作用。在隧道施工和隧道运营过程中，隧道安全成为了交通系统工程不可避免的问题。而在建隧道是工程事故高发项目之一，需要时刻检测其是否有拱顶下沉，洞壁变形，围岩失稳等问题。针对这些问题，只有提前发现，并且及时预警，才会避免隧道事故的发生。 在传统隧道监测与维护中，通常需要人工操作，虽然检测精度不受影响，但这使得检测效率低下，在消耗大量的人力物力的同时，存在着隧道监测非实时、隧道安全预警不及时等缺点。 针对传统隧道监测方式的不足，本文提出了基于激光测距的隧道断面监测系统。该系统能够实现对隧道断面及隧道中的瓦斯浓度24小时全天候实时监测，能够对隧道中断面异常以及瓦斯浓度异常进行快速反应与预警。并且快速、精准定位问题发生地点，并通知监控中心采取相应措施。相对于传统隧道监测系统，该系统具有高效、准确、低成本、高自动化等优点，对隧道安全事故及时预警，具有十分重要的意义。 本文首先对隧道断面监测系统的总体需求进行了分析，并结合激光测距原理以及隧道中瓦斯气体对隧道安全的影响，设计出了隧道监测方案。其次，通过硬件、软件的实现，完成了系统的功能需求。其中，硬件方面包括电子元器件选择、电路原理图设计、PCB设计、焊接以及电路调试。软件方面采用C/C++完成了各个模块的驱动程序，将采集到的隧道断面数据、瓦斯数据传输到监控主机上的上位机。最后，在实验室环境下搭建了系统模拟测试平台，对系统功能进行了测试，验证了该系统的可行性和有效性，满足隧道断面监测需求。 |
| 作者： | 李成林 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 蒋朝根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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