VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的應(yīng)用(李松)

1、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用公司工程技術(shù)部 李松第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題 VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題SLS-T是由德國VMT公司生產(chǎn)的一種隧道測量軟件。在掘進(jìn)隧道的過程中，SLS-T對 TBM 的位置和 DTA(隧道設(shè)計軸線)的相對位置關(guān)系進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)控測量，避免隧道掘進(jìn)

2、機(jī)(TBM)發(fā)生意外的運(yùn)動及方向的突然改變。1、SLS-T的來歷及其意義2、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）的坐標(biāo)系 所有的測量都是基于坐標(biāo)系統(tǒng)的，在SLST中用到了三種不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。分別為：大地坐標(biāo)系統(tǒng) 、TBM坐標(biāo)系統(tǒng)，DTA 坐標(biāo)系統(tǒng)。（1）大地坐標(biāo)系統(tǒng) 主要包括 DTA數(shù)據(jù)、以及輸入到系統(tǒng)里面的TCA，BT坐標(biāo)。 （2）TBM坐標(biāo)系統(tǒng)以TBM前點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)；中心軸線為X軸，掘進(jìn)方向?yàn)檎?；X軸順時針旋轉(zhuǎn)90度為Y軸； 垂直X軸、Y軸平面為Z軸。參考點(diǎn)的坐標(biāo)采用TBM坐標(biāo)系，由VMT公司在工廠里面測定。我們根據(jù)參考點(diǎn)在大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)及其TBM坐標(biāo)確定TBM的實(shí)際位置。TBM實(shí)際位置可以

3、通過三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，CAD擬合求得。 S530 TBM坐標(biāo)系統(tǒng)參考點(diǎn)分布圖（3）DTA 坐標(biāo)系統(tǒng) 這個坐標(biāo)系用于確定TBM與隧道中心的實(shí)際相對的置，也就是TBM的前后點(diǎn)相對偏差值。坐標(biāo)是以水平、垂直偏差和TBM的里程來體現(xiàn)的。下圖為幾種坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：人工測出參考點(diǎn)地坐標(biāo)WMT公司測出的參考點(diǎn)TBM坐標(biāo)TBM實(shí)際位置（前后點(diǎn)坐標(biāo)）DTA坐標(biāo)三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)化CAD擬合相對于DTA比較 采用采用Align命令擬合后，命令擬合后，TBM與隧道中心的實(shí)際相對位置如下圖：與隧道中心的實(shí)際相對位置如下圖：第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT

4、導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題 SLST 導(dǎo)向系統(tǒng)是在 Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的，為運(yùn)行 SLST 而必須安裝的文件將由 VMT 工程師完成， 系統(tǒng)軟件包含了很多文件，將在下面予以描述。其中任何一個文件被錯誤的刪除都將使軟件不能正常的運(yùn)行，因此在用電腦時必須萬分小心。 1、目錄及主要文件目錄 “SLS-T”這個文件夾中包含了 SLST 程序文件。用戶可以選擇不同的安裝路徑安裝在電腦上。目錄“SLS-TAnim” 包含不同的動態(tài)文件 (例如激光站前移等)。目錄 “SLS-TDTA” 包含所有 DTA 文件，但是要對其進(jìn)行編輯必通過SLST軟件中

5、的DTA編輯器，絕不能直接對其編輯！目錄 “SLS-TTables” 包 含 管 片 定 義 文 件 。目錄“SLS-TLog” 包括各種日志文件 文件夾 “SLS-TLogDirCheck”: 方位檢查 文件夾 “SLS-TLogLU”: 激光站前移 文件夾 “SLS-TLogOrientation”: 定向 文件夾 “SLS-TLogRB”: 管片拼裝 文件夾 “SLS-TLogSystem”: 系統(tǒng) 2、幾個定義（偏差值、滾動角、趨向、仰俯角） 偏差值是盾構(gòu)機(jī)前后點(diǎn)相對于DTA或者糾偏曲線的垂直距離。水平方向?yàn)檎硎驹谳S線的右方，為負(fù)在軸線的左方。在垂直方向上，正表示在軸線的上方，負(fù)表示

6、在軸線的下方。 滾動角是 表示盾構(gòu)機(jī)相對水平面滾動的大小，正表示向右滾動，負(fù)表示向左滾動(面向掘進(jìn)方向)。 趨向是表示盾構(gòu)機(jī)軸線相對于DTA的偏轉(zhuǎn)程度，在水平方向上，趨向?yàn)檎硎綯BM相對于DTA向右轉(zhuǎn)，負(fù)表示向左轉(zhuǎn)。垂直趨向?yàn)檎硎綯BM前面向上，為負(fù)表示向下。 仰俯角表示盾構(gòu)機(jī)軸線與水平方向的偏離程度。 仰俯角=垂直趨向+設(shè)計坡度 3、軟件界面（1）主屏幕 1. 水平和垂直偏差 mm 2. 水平和垂直趨向 mm/m 3. 前參考點(diǎn)里程m 4. 當(dāng)前推進(jìn)環(huán)號 5. 圖示 TBM 狀態(tài)。默認(rèn)比例是垂直方向上 60mm，水平方向上 100mm，如果偏差值 超出這個范圍則比例自動調(diào)整但是表示 TB

7、M 的圖標(biāo)大小不改變。 6. 滾動角 mm/m. 正值 = 向右滾動, 負(fù)值 = 向左滾動 7. 絕對仰俯角 mm/m. 正值 = TBM 向上前進(jìn), 負(fù)值 = TBM 向下進(jìn) 8. 目標(biāo)靶信號強(qiáng)度，表示激光打在激光靶上的強(qiáng)度，這個值應(yīng)該總 是介于 250 和 1000 之間。如果不是，則激光或者激光靶需要擦 干凈。渾濁的空氣(如柴油機(jī)、焊接所產(chǎn)生的煙等等) 也有可能 減弱激光強(qiáng)度。 9. 激光強(qiáng)度表示當(dāng)前激光的發(fā)射強(qiáng)度，激光靶接收強(qiáng)度和激光強(qiáng)有直接的聯(lián)系。 10. 電腦上顯示的日期及時間 11 通訊狀態(tài)顯示。綠色表示正常工作，黃色表示在等待狀態(tài)，紅色則表示有問題。點(diǎn)擊此符號則 會彈出一個包含

8、當(dāng)前工作狀態(tài)信息 的窗口。 12. 項(xiàng)目名稱 13. 顯示當(dāng)前程序運(yùn)行模式（推進(jìn)，管片拼裝）。 14. 預(yù)留的顯示其他特殊項(xiàng)目信息的地方。 15. 可以通過鼠標(biāo)或鍵盤操作這些功能鍵，詳情見后。 16. “對話窗口” 信息窗口。下拉滾動條可以使信息上下移動，以便瀏覽（右側(cè)）。 17. 信息“上一 次姿態(tài)確定至今的時間間隔”表示最后一次確定 TBM 姿態(tài)是在什么時候F1,掘進(jìn) 從管片拼裝狀態(tài)切換到推進(jìn)狀態(tài)。在推進(jìn)狀態(tài)下所有硬件設(shè)備都和軟 件之間有通訊， 并連續(xù)顯示當(dāng)前TBM姿態(tài)（激光是打開的)F2, 停止測量 從推進(jìn)狀態(tài)切換到管片拼裝狀態(tài)。在管片拼裝狀態(tài)下時，軟件和所有 的硬件設(shè)備都沒有通訊，軟件

9、處于凍結(jié)狀態(tài)(激光也是關(guān)閉的) F3F4, 管環(huán)拼裝 啟動管片選型、拼裝程序。 F5, F6, 方位檢查 激活全站儀的方位檢查。全站儀轉(zhuǎn)向后視點(diǎn)， 然后將實(shí)測的方位同 計算的方位值進(jìn)行比較。 F7,工地現(xiàn)場圖 可以實(shí)時的顯示盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前所處的位置，包括平面和高程。F8, 相對 CC 偏 顯示相對于糾偏曲線 TBM 的姿態(tài)，在 20 秒后切換回正常的顯示（相對于DTA 的姿態(tài)） F9, 打印 將當(dāng)前實(shí)際的屏幕打印到 Windows 默認(rèn)打 機(jī)。 F10, 下一步 進(jìn)入下一級菜單。當(dāng)前被激活級別顯示在下方的右側(cè)。 （2）主屏幕級別1（3）主屏幕級別2 F1, TBM 歷史記錄 顯示被存儲在數(shù)據(jù)庫里面

10、的TBM姿態(tài)錄 F2,TBM圖表 圖示每一環(huán) TBM 的趨向，圖中的點(diǎn)表示前參考點(diǎn) F3 F4,打印報告F5, 管環(huán)位置 顯示被拼裝的最后一環(huán)管片（如果在軟件中包含有管片拼裝程序 的話），它也可以切換到其他管片F(xiàn)6, F7, F8, 刪除掘進(jìn) 此操作有密碼保護(hù)，可以從數(shù)據(jù)庫中刪除一環(huán)推進(jìn) F9, 打印 將當(dāng)前實(shí)際的屏幕打印到 Windows 默認(rèn)打印 機(jī)。 F10, 下一步 進(jìn)入下一級菜單。當(dāng)前被激活級別顯示在屏幕下方的右側(cè)。 （4）主屏幕級別3 F1, 參數(shù)編輯器 打開編輯器，通過它可以改變SLST的參數(shù)。F2,液壓油缸編輯器F3,點(diǎn)管理器 打開點(diǎn)管理器并輸入或編輯將要在 SLST 軟件中用

11、到的控制點(diǎn) F4, DTA 開始 DTA 計算程序，或用于輸入新的 DTA 數(shù) 據(jù)。 F5 F6 F7 ,定位 設(shè)置全站儀的定向，它只在管片拼裝狀態(tài)下有 效。 F8,激光站前移 通過對話形式將激光站移到一個新的點(diǎn)上。F9, 結(jié)束 詢問是否關(guān)閉軟件。F10, 下一步 進(jìn)入下一級菜單。（5）其他窗口 ALTU 監(jiān)視窗口監(jiān)視窗口 這個窗口可以通過點(diǎn)擊這個窗口可以通過點(diǎn)擊 ALTU 符號來打開，符號來打開，它會顯示出它會顯示出 ALTU 的所有信的所有信 息及數(shù)據(jù)，有息及數(shù)據(jù)，有助于解決發(fā)生的問題助于解決發(fā)生的問題。 TCA 日志文件 這個窗口可以通過點(diǎn)擊 TCA 符號來打開，它將顯示電腦與全站儀之間

12、 的通訊信息。如果信息停止出現(xiàn)，則表示有錯誤產(chǎn)生。第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題VMT導(dǎo)向系統(tǒng)硬件主要由以下幾個主要部分組成：1、激光站（全站儀）2、黃盒子3、中央控制箱4、中央電腦5、激光靶6、電纜各硬件的關(guān)系圖1、全站儀全站儀裝配有馬達(dá)和同軸測距儀，能由電腦完全操控。伺服系統(tǒng)可以保證全站儀精確轉(zhuǎn)水平和垂直方向，自動識別 ATR 可以精確瞄準(zhǔn)所有常見棱鏡。而且，全站儀還裝配有GUS74 激光發(fā)射裝置，發(fā)出的激光被調(diào)整到跟全站儀視準(zhǔn)軸平行，此裝置用來

13、激活激光靶。 使用全站儀要注意的幾個問題： （1）全站儀要注意激光是否偏移，定期不定期的對激光進(jìn)行檢查，校準(zhǔn)。 （2）全站儀的接口為Geocom ，協(xié)議為RS232 Geocom,波特率：9600，奇偶：無，數(shù)據(jù)位：8，停止位1，否則儀器不能進(jìn)行通訊。 2、黃盒子 黃盒子成對使用，分為局部黃盒子和遠(yuǎn)程黃盒子，他們的主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及對全站儀供電。 局部黃盒子安裝在盾構(gòu)機(jī)上，通過一根十芯電纜將數(shù)據(jù)傳輸給中央控制箱，并且發(fā)送、接收遠(yuǎn)程黃盒子傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 遠(yuǎn)程黃盒子安裝在全站儀旁，通過一根四芯電纜將數(shù)據(jù)傳輸給全站儀，并對全站儀供電。 使用黃盒子要注意的幾個問題： （1）在移動黃盒子過程中不要提

14、黃盒子的天線，天線斷了會影響黃盒子的數(shù)據(jù)傳輸功能。 （2）防止雨水和灰層進(jìn)入插頭、插座。否則將不能工作或者嚴(yán)重?fù)p壞。 3、中央控制箱中央控制箱主要起聯(lián)系作用,它向外給局部黃盒子提供電源, 也給激光靶提供電源。 同時它還負(fù)責(zé)將從激光靶及激光全站儀傳來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 電腦能夠處理的數(shù)據(jù)。同樣 電腦給全站儀發(fā)出的控制數(shù)據(jù)也在中央控制箱被轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)形式。 使用中央控制箱要注意的幾個問題： （1）中央控制箱的位置要在隱蔽的地方，防止人為的破壞及電瓶車溜車可能帶來的臺車撞擊中央控制箱。 （2）中央控制箱的接口較多，要留意并牢記每個接口的功能。 4、中央電腦中央電腦通過網(wǎng)線與中央控制箱連接，接收、處理中

15、央控制箱傳來的數(shù)據(jù)。我們通過對電腦的操作來完成對導(dǎo)線系統(tǒng)的控制。最終的結(jié)果會在導(dǎo)向系統(tǒng)的界面上顯示出來。 使用中央電腦要注意的幾個問題：（1）中央電腦除了盾構(gòu)機(jī)操作手及測量隊可以操作外，其他人員嚴(yán)禁使用。（2）插在電腦上的U盤在插入之前確定無毒，防止電腦中毒使導(dǎo)線系統(tǒng)不能正常工作。（3）VMT人員給的系統(tǒng)還原U盤要保存好，它能還原系統(tǒng)，恢復(fù)數(shù)據(jù)。 5、激光靶 激光靶用來確定偏航角、滾動角及俯仰角。入射激光點(diǎn)的 X 坐標(biāo)及 Y 坐標(biāo)也由激光來測定。通過電纜連接在中央控制箱。 偏航角 通過 CCD 照相機(jī)和特殊鏡頭系統(tǒng)測定。 在 ALTU 靶內(nèi)置雙軸傾斜儀。一個為縱向放置，一個為橫向放置。 這個傾

16、斜計最終測出 TBM 的絕對滾動角和絕對俯仰角。 通過CCD 照相機(jī)可以測定入射激光束的光斑。光斑相對于ALTU縱軸的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)由CCD測定。 ALTU 與全站儀之間的距離由全站儀測定， ALTU 上需裝一棱鏡。位于前屏幕后面的二極管根據(jù) ALTU 不工作時發(fā)出不同顏色的光：藍(lán)色=電源充足，深綠色=測斜儀錯誤，黃色=lead 測定錯誤，淺綠色= XY測定錯誤。工作時只有藍(lán)色燈亮。 使用激光靶要注意的幾個問題： （1） 對激光靶設(shè)置保護(hù)罩，防止?jié){液噴射在屏幕和小棱鏡上。 （2）激光靶周圍不能有強(qiáng)光，會給激光帶來干擾。 6、電纜電纜主要作用就是傳輸數(shù)據(jù)、供電。主要有三根電纜，分別是：局部黃盒子

17、與中央控制箱之間， 遠(yuǎn)程黃盒子與全站儀之間，激光靶與中央控制箱之間。 使用電纜要注意的幾個問題：（1）插孔要對齊之后能輕松插入，不能使用蠻勁硬來，容易弄斷里面的針頭。（2）電纜不能長久彎曲，否則容易折斷。（3）電纜放置在免受擠壓，溫度過高的地方。第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題 VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用 為了保證 SLST 的良好工作環(huán)境，維護(hù)和保養(yǎng)是必須的。特別是在惡劣環(huán)境的隧道當(dāng)中時。建議明確一個專人負(fù)責(zé)1、電腦的維護(hù)和保養(yǎng) 2、軟件參數(shù)

18、的維護(hù) 3、TCA的維護(hù)和保養(yǎng)4、 激光吧、電纜、棱鏡的維護(hù)和保養(yǎng) 除此之外，黃盒子和中央控制箱也要定期檢查，中央控制箱是否進(jìn)水的可能，局部黃盒子是否處于安全的位置，是否固定扎實(shí)。插頭和接口也要檢查，是否有水和灰層進(jìn)入。TCA托架，BT托架也要進(jìn)行必要的巡視，防止與臺車相撞。第五部分第四部分第三部分第二部分第一部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）簡介VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的硬件部分VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)VMT導(dǎo)向系統(tǒng)中遇到的幾個問題 VMT導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)用 導(dǎo)向系統(tǒng)賴以運(yùn)轉(zhuǎn)的硬件和軟件其中某個方面出現(xiàn)問題，都有可能使系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （1） 軟件方面 VMT工作人

19、員已經(jīng)幫我們設(shè)置好了，只要我們不隨便更改其設(shè)置，軟件出現(xiàn)問題的可能性不大。 （2）硬件方面從我們的經(jīng)歷來看，出現(xiàn)問題的一般都是硬件方面的問題，特別是黃盒子、TCA、電纜。此外激光靶、中央控制箱、電腦也都有可能出現(xiàn)問題。 因此對軟件我們要加密，對硬件我們要愛護(hù)。 系統(tǒng)的故障排查： 我們可以將導(dǎo)向系統(tǒng)的運(yùn)行劃分為單獨(dú)的兩條線路，這樣可以方便我們找出故障原因： 線路一：中央控制箱局部黃盒子遠(yuǎn)程黃盒子TCA 線路二：中央控制箱激光靶 線路一可以通過“定位”命令檢查有無故障，線路二可以通過“掘進(jìn)”命令檢查有無故障。如有問題，只需在相應(yīng)的線路中查找相應(yīng)的設(shè)備。 個人故障排查習(xí)慣：1、觀察導(dǎo)向系統(tǒng)主界面，看激光靶、TCA是否顯示紅色；2、如果有顯示紅色，則對應(yīng)查找相應(yīng)的原因。界面顯示正常，則檢查線路一、線路二是否工作正常。在查看過程中要注意TCA的轉(zhuǎn)動過程。3、查出有故障的線路再分別檢查單個硬件是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，觀看指示燈是一個非常簡捷且有用的辦法。1、全站儀的可能存在的故障（1）TCA的借口、協(xié)議未被正確設(shè)置；