(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211154104.9 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 北京住总集团有限责任公司 地址 100101 北京市朝阳区慧忠里320号 (72)发明人 付春青　张国强　刘彤　刘猛　 杨纬华　郝岩　张功　申庆梦　 邓彩霞　 (74)专利代理 机构 北京之于行知识产权代理有 限公司 1 1767 专利代理师 吕晓蓉 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种隧道结构监测装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种隧道结构监测装置及方法， 监测方法包括以下步骤： 在隧道中周 期性和/或 非周期性布置应变传感器以形成监测阵列， 基于 集成模块所发出的采集周期指令， 监测阵列中的 若干个应变传感器采集来自隧道的监测信号并 将监测信号通过集成模块传输至监测分析平台， 基于分析监测 信号， 监测分析平台确定监测面的 安全等级并且调节集成模块的采集周期； 监测装 置， 包括： 监测阵列， 处于监测阵列中的若干个应 变传感器被配置为基于控制器所发出的采集指 令采集来自隧道壁部的监测信号； 集成模块， 配 置为基于监测分析平台确定的安全等级调整采 集周期和应变传感器； 监测分析平台， 其被配置 为分析监测信号确定监测面的安全等级并且调 节集成模块的采集周期。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115435842 A 2022.12.06 CN 115435842 A 1.一种隧道结构监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在隧道中周期性和/或非周期性布置应 变传感器以形成监测阵列(10)； 基于集成模块(20)所发出的采集周期指令， 监测阵列(10)中的若干个应变传感器采集 来自隧道的监测信号并将所述 监测信号 通过集成模块(20)传输 至监测分析平台(3 0)； 基于分析所述监测信号， 监测分析平台(30)确定监测面的安全等级并且调 节集成模块 (20)的采集周期。 2.根据权利要求1所述的隧道结构监测方法， 其特 征在于， 还 包括以下步骤： 当外部扰动(40)作用于隧道时， 监测分析平台(30)分析来自监测阵列(10)的第一监测 信号以确定扰动范围， 并且 当隧道的扰动范围异常时， 监测分析平台(30)分析来自监测阵列(10)的第二监测信号 以确定隧道的安全等级。 3.根据权利要求1或2所述的隧道结构监测方法， 其特征在于， 所述监测阵列(10)包括 具有第一采集范围的第一传感器阵列(100)和具有第二采集范围的第二传感器阵列(200)， 并且所述第一传感器阵列(100)传输的第一监测数据与第二传感器阵列(200)传输的第二 监测数据是集成模块(20)基于同一外 部扰动(40)所采集的关联 数据。 4.根据权利要求3所述的隧道结构监测方法， 其特征在于， 所述监测阵列(10)采集来自 隧道的监测信号包括以下步骤： 基于监测分析平台(30)确定的安全等级， 集成模块(20)选择性选取应变传感器组成相 互关联的第一传感器阵列(10 0)和第二传感器阵列(20 0)； 基于监测 分析平台(30)确定的扰动范围， 集成模块(20)调整第一传感器阵列(100)和 第二传感器阵列(20 0)的构成以及监测数据的采集周期， 其中， 所述监测数据是位于同一监测面的分布于不同位置以及同一位置的不同径向距离的 相互关联的若干个 应变传感器的数值及其数值变化。 5.根据权利要求1所述的隧道结构监测方法， 其特征在于， 监测分析平台(30)确定监测 面的安全等级包括以下步骤： 基于关联应变传感器的数值变化， 监测分析平台(30)确认关联于监测面的第一传感器 阵列(100)和第二传感器阵列(20 0)； 针对外部扰动(40)所造成的监测面的监测数据变化， 监测分析平台(30)同步分析第一 传感器阵列(100)和第二传感器阵列(200)的监测数据进而确 定监测面所在隧道的安全等 级。 6.根据权利要求1所述的隧道结构监测方法， 其特征在于， 在隧道中周期性和/或非周 期性布置应 变传感器包括以下步骤： 监测分析平台(30)分析第一传感器阵列(100)的第一监测数据以确认隧道中的应力分 布特征， 从而预测第一传感器阵列(10 0)中第一应 变传感器的分布位置； 监测分析平台(30)同步分析第一传感器阵列(100)和第二传感器阵列(200)的第一应 变传感器的监测数据以修 正第二传感器阵列(20 0)的第二应 变传感器的分布位置 。 7.一种隧道结构监测装置， 其特 征在于， 包括： 监测阵列(10)， 处于所述监测阵列(10)中的若干个应变传感器被配置为基于集成模块 (20)所发出的采集周期 指令采集 来自隧道壁部的监测信号；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115435842 A 2集成模块(20)， 其被配置为基于监测分析平台(30)确定的安全等级调整采集周期和应 变传感器； 监测分析平台(30)， 其被配置为分析所述监测信号确定监测面的安全等级并且调节集 成模块(20)的采集周期。 8.根据权利要求6所述的隧道结构监测装置， 其特征在于， 所述监测分析平台(30)基于 关联应变传感器的数值变化确认关联于监测面的监测子阵列， 进而通过监测子阵列所传输 的第一监测数据和第二 监测数据确定监测面的安全等级。 9.根据权利要求6所述的隧道结构监测装置， 其特征在于， 针对外部扰动(40)所造成的 监测面的监测数据变化， 所述监测分析平台(30)同步分析第一监测数据和第二监测数据， 进而针对修正后的监测 面的安全等级提调整第一监测数据和第二监测数据的至少包括采 集周期的参数。 10.根据权利要求8或9所述的隧道结构监测装置， 其特征在于， 所述监测阵列(10)包括 第一传感器阵列(10 0)和第二传感器阵列(20 0)， 其中， 第一传感器阵列(10 0)被配置为接收位于第一 监测面的第一范围内的第一 监测信号， 第二传感器阵列(200)被配置为接收位于第一监测面的第二范围内的第二监测信号， 并且 所述第二传感器阵列(200)的应变传感器的分布位置是监测分析平台(30)基于分析隧 道应力分布特 征而确定的。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115435842 A 3