项目背景
随着城市地铁建设的不断发展，地铁沿线开发项目不断增加，地铁保护监测项目应运而生，由于常规的人工监测方法在作业窗口时间短 ，在精度要求高的地铁保护监测项目中不再适用，测量机器人自动化监测在地铁保护监测项目中得到了推广。使用1台测量机器人可对不超过 100m 范围内的单条隧道进行地铁保护自动化监测，仅适用于监测范围较短的地铁保护监测项目。但地铁沿线不乏深、大建设项目基坑，且近年来呈不断增多趋势，地铁保护监测范围随之增长,仅使用1 台测量机器人已不能满足监测范围要求。因此，需采取多台测量机器人串联的方式进行监测，以满足长距离监测范围要求。
本篇介绍起迈安全采用多台测量机器人自由设站，相邻的测量机器人通过测站中间公共点进行坐标传递，公共点使用双面棱镜，利用隧道两端稳定控制点，进行多测站转换参数整体平差，配套使用QimMoS云平台自动化变形监测系统可实现高精度自动化监测数据处理、分析及展示的成功案例。
项目概况
武汉某置业有限公司拟在武汉市新建一处住宅楼，其基坑开挖面积为 3.2 万㎡，支护周长约为 1200m，基坑开挖深度约 8.04m～10.80m。该项目共分为南北两个地块，南地块距离隧道区间结构外皮最小平面净距为 12.07m，侵入轨道交通安全保护线 37.93m；北地块距离隧道区间结构外皮最小平面净距为 8.58m，侵入轨道交通安全保护线 41.42m。根据《轨道交通工程运营期结构监测技术规程》该项目工程施工期间必须对地铁隧道区间实施变形监测，为业主提供及时可靠的数据和信息用以评定项目施工对地铁既有结构及周边环境的影响，并对可能发生的危及地铁及周边环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报，让有关各方有时间做出反应，避免事故的发生。
拟建项目北地块基坑对轨道交通隧道主要影响区域 250m，拟建项目南地块基坑对轨道交通隧道主要影响区域 152m，南北地块基坑交接处为 16m，北地块次要影响区域向向外延伸 80m，南地块次要影响区域向外延伸 50m，监测范围约为 548m。
隧道区间多台设备组网联测实施
通过现场踏勘，根据监测要求，结合监测图纸确定隧道实际监测区域，整体监测区域外需考虑控制点的布设，控制点一般布设在测区30米以外的稳固，两端各延伸30米。因此，实际需保障的仪器通视区域为监测区间加上60米。采用0.5秒级测量机器人最佳监测范围为100米、此外还需考虑隧道附属设施的遮挡情况，主要为：信号灯、结构附属线缆、配电箱、信号控制机箱等设施；同时，隧道曲率也需同时统筹考虑。多台仪器进行联测一般采取如下图布设方式：
上图：黑色实心圆点表示位于地铁隧道两端站台的稳定控制点，是整个监测系统的控制基准；粗圆环表示位于地铁隧道中的各个测站,用于监测附近点位;细圆圈表示相邻测站的公共点位，用于联测相邻的测站坐标系;三角形表示监测点。
由于本项目监测区域较长，同时由于隧道曲率的影响，对测量机器人的通视情况影响较大，根据踏勘情况，本项目采用单线采用四台测量机器人组网联测，左右线合计共八台设备。两端各布设4个控制点，单线布设共8个控制点。设备之间采用双面棱镜进行坐标传递，每两台设备之间使用4个双面棱镜，单线共使用12个双面棱镜作为连接点。监测断面数量为67个，单线布设监测点335个。
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系统供电、数据通讯、自动化控制、数据智能处理于一体；全合金外壳， 适用于各种监测环境，天宝S系列监测免TCU
2个RS-232/485 串口，含供电输出和远程电源管理模块，支持所有主流监测设备测量机器人以及环境、岩土传感器）接入。
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● 支持所有测量机器人、北斗及环境岩土传感器混合组网监测
● 支持单站、多站和监测网数据，自动实时数据改正和平差
● 强大的监测分析模块，丰富的图表和数据可视化工具
● 本地化解决方案及定制化开发服务，多种格式监测报告输出
● 符合各种国标和行业监测规范 ● 便捷云端访问、手机APP，正真达到“差之毫厘，知之千里”
● 智能诊断、智能升级，短信、电话、微信及声光报警
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项目实施难点
由于隧道自动化监测设施的安装布设需要进入隧道内，为了不影响地铁列车的正常运营，只能在列车停运之后才能进入隧道区间内，列车试运营前出隧道，即天窗点作业；本项目实施时距离春节仅剩两周时间，地铁安装施工仅允许每周一、三、五进行，而且由于管理原因，天窗点需凌晨1点之后才能开始，而凌晨三点半之前要销点，前往测区安装施工，当日施工完成清点工具，均需在这两个半小时内完成。因此对安装施工的效率，提出了较高的要求。
安装设施及工具较多
难点二：布点密、测点多同时测区环境差、弧度大、遮挡设施多
本项目合计共67个断面，主要影响部位布点间隔为6米，每个断面布设5个测点，总共布设134个断面，670个监测点，单线布点达到了335点；由于测区整体覆盖区域较长，而监测区域缓和曲线弧度极大，而沿线存在大量地铁附属设备，尤其是本线路建成较早，隧道顶部存在接触网、地铁设施附属机柜、线路、接触网等，对测点布设难度及设备的通视性带来了极大的挑战。必须选用一支有丰富经验的安装技术团队。
本测区位置存在未知信号干扰；网络极其不稳，而数据的传输对全自动化的监测实施场景尤为重要。因此，设备必须具有应对各种复杂的网络环境的能力。
拟建项目共分为两个基坑，合计影响隧道区间变形长度约548米。而由于隧道曲率较大，同时存在一定坡度，整个监测系统需要将基准点布设在影响区域之外，实际需保障的通视距离需达到约600米的范围，因此本项目只能多台设备进行组网联测，而要保证在狭长的隧道环境、较长的距离情况下的整体网形精度，要求实施人员的专业技术能力必须有一个较高的水准。
产品方案优势
为了保障本全自动化监测项目的顺利实施，起迈安全针对性的采取了以下对应措施：
在产品上，由公司自主研发的QimMoS自动化监测系统，安装调试简单便捷，设备固定后，仅需一台普通手机即可完成测点的学习调试，学习完的测点数据直接存入云平台数据库，降低了内业的工作量；也提高了数据的安全、可靠和精确。在极大的提高了学习调试效率的同时，降低了成本，具有极大的经济效益。
QM3000-Pro智能变形监测终端采用ALL-IN-ONE设计理念，全合金外壳，适用于各种监测环境接入天宝S系列测量机器人监测免TCU；内置4G/5G 、WiFi、蓝牙，可选 LoRaWAN网关模块。内置SSD 接口，支持最大1TB 存储扩展；2个串口、1个USB口、含远程电源管理模块、1个千兆网口。
天宝S9 HP高精度测量机器人及QM3000-Pro采集终端
学习测点图片
手机采集数据直接上传至云平台
由于现场视场条件较为复杂，要求设备的整体性能尤其是识别能力要可靠，天宝S9HP测量机器人具有高达0.5”的测角精度，同时具有0.8mm+1ppm的测距精度，在外部观测条件恶劣的情况下确保最快最高精度等级的观测；正倒镜 2.6 秒，可最快速度完成测回测量；Trimble MagDrive™磁驱伺服技术确保了设备更低的损耗和更长的生命周期，同时为自动观测提供了异乎寻常的速度，旋转速度可达 115º /秒，定位到任意角度时间少于 2.6 秒。仪器带有Trimble AutoLock™ 自动锁定（距离仪器较近时更快的搜索到目标）和Trimble FineLock™ 精确锁定（距离仪器较远时，更准的找到目标的同时，避免小视场效应）功能，结合QimMoS系统，可保证在测量较远距离棱镜时自动开启精确锁定功能，棱镜距离较近时开启自动锁定功能，使得测量更快、更准、更精确。 
天宝S9 HP特有FineLock精确锁定技术
AutoLock自动跟踪锁定
QM3000-Pro监测终端具有离线缓存功能，在网络较差时仍可正常执行监测工作，将数据离线缓存在监测终端内部，网络恢复后自动将数据发回监测云平台，确保万无一失。同时监测终端可极为便捷的进行网络接入的拓展。解决了在实际监测过程中长时间断网导致数据延时上传的技术难题。
设备离线仍可正常监测，上线自动续传
由于本项目超长的监测区域，经现场踏勘仅单线就需四台设备，而在狭长的隧道环境下，整体网形天然不足，从一端的控制点将坐标引测至另外一端坐标需经过四台设备三个断面的连接点进行传递。对整体网形的精度也带来了较大的损失。对现场情况反复进行网形精度评定，始终效果较差。因此技术人员在现场进行了大量的反复测量，调整各个后交点的点位，增加在方向上的补偿等，采用多种方法消除例如棱镜常数等各个误差源。确保最终每两台联测设备同时观测同一个测点的三维坐标缩小至1mm以内。同时起迈安全云平台QimMoS采用内置的COSA平差计算模型，以最优计算方式保证了数据的真实性及准确性。
科傻平差进行数据处理
项目实际数据整体状况
单点历时变化曲线图
项目实施效果
本项目由于测区范围较大，单台设备无法满足要求，因此采用多台台联测的方式进行自动化监测，联测项目可将本项目所有监测测点统一到同一坐标系下，便于更好的分析处理数据，同时使得管理单位对本项目的形变情况有了更准确的把握。针对武汉地铁某隧道特点，单线采用4台天宝测量机器人结合岩石科技自动化监测系统QimMoS 通过自由设站连续传递附合,实现了多测站联合的全自动化监测，起迈安全以出色的产品和高效专业的技术服务帮助客户顺利的完成了本项目自动化安装实施工作，同时也满足了地铁隧道数据统一、实时、高效、高精度的要求。
项目实施附图：
监测点及连接点安装图片
控制点棱镜安装图片
QimMoS云平台自动化变形监测系统
云平台在线控制测量机器人
现场测点散点图
设备离线仍可正常监测。上线自动续传
多台设备情况下测点单点实际变化情况
多台设备情况下测点周期实际变化情况（td:为累计变化，d:为单次变化）
高度专业化、智能化云平台
