在英皇十字重建计划之下

作者:Lidija Špiranec & Steven Thurgood

国王十字车站是英国伦敦最重要的重建项目之一。国王十字车站周围的区域有67英亩未使用的土地，这些土地在2008年被指定用于开发。总体规划包括50座建筑，1900座新住宅，20条新街道，26个新的公园和广场，以及26英亩的开放空间。

这个主要铁路枢纽的更新工作于2010年开始。该项目的关键限制之一是场地下方有四条铁路隧道，它们是连接国王十字车站的主要部分。每天有成千上万的通勤者使用这些线路。

为了继续进行开发项目，有必要在这些隧道附近和顶部修建。与资产所有者英国国营铁路公司（Network Rail）共同商定，只要对隧道和轨道的任何移动进行了分析，并安装了实时监控方案，就可以实现这一点。监测方案需要确认预测的移动情况，并测量任何超标情况，以便在基础设施发生任何损坏之前停止工作，最大限度地降低旅客和火车的风险。

由于项目的规模、价值和影响，监测系统的要求非常严格:

强健的-合同期限为12年
可伸缩的-适应扩展
精确的-自信地衡量和报告
可重复-获得一致的观察
自动化-在无人进入的环境中运行
不断的-全天候运作
可访问的-向所有利益相关者

佩尔·弗里施曼，英国领先的咨询工程公司之一，拥有近100年的经验，接受了这一监控挑战。在使用徕卡地理系统公司的各种仪器和设备超过30年后，该公司知道徕卡地理系统公司的监控解决方案考虑到可靠性、技术优势、备份和支持，这是正确的选择。因此，该公司与SCCS测量设备有限公司，Hexagon的一部分bob体育报道Leica Geosystems测量设备的英国领先分销商，负责提供所需的监测系统。

“徕卡地质系统公司开发新产品的悠久历史，同时充分保持向后兼容性，确保该系统可以在项目延长期间使用最新bob综合app下载设备进行扩展。与此同时，徕卡Geosystems的维护和支持网络意味着，在整个项目生命周期内，所有购买的设备，无论其使用时间如何，都可以获得备件和服务，”佩尔·弗里施曼资产管理总监加里·威克斯说。“SCCS的支持，帮助指定合适的设备，并协助建立系统，也是选择徕卡地球系统设备的一个关键驱动因素。”

国王十字车站安装了两个独立的监测系统——第一个是带自动全站仪（ATS）的大地测量监测系统，第二个是岩土监测系统，提供测量冗余，提供额外信息，提高结果的确定性和可靠性。bob apple

为伦敦隧道量身定制的解决方案

本项目使用的设备包括以下传感器：

徕卡TM30/50监测全站仪提供了缩小测量激光束探测器灵敏bob apple度的能力，消除了这些长线性站点中相邻目标的干扰风险，这是徕卡地理系统仪器的独特能力。这使得系统能够配置更少的全站仪，同时仍然保持英国国营铁路公司要求的目标频率。监测仪器自动测量：

• 通过测量连接在隧道衬砌10米横截面上的5个棱镜阵列，实现隧道三维位移

• 通过测量连接到轨道每条轨道的棱镜对，确定铁路超高、扭曲、轨距和对齐的轨道几何结构

在隧道外，测量稳定控制点的永久网络，以消除全站仪的移动。bob apple

无线倾斜节点安装在隧道衬砌上，与拱顶棱镜和道床/轨枕相邻，间隔3m，以镜像轨道棱镜。无线倾斜和距离节点位于隧道衬砌上每个10m横截面处，以测量隧道的收敛和椭圆度。

一旦一切都安装好，一个带有扫描仪及其专用软件的轨道几何测量装置就被用来测量/验证隧道，并确保监控设备没有经过的列车和运动包络线。

所有大地测量和岩土测量的数据采集和处理均使用徕卡地理系统进行地貌监测器. 该软件允许分配优先级和控制观测，而观测频率可远程调整，以匹配动态事件。棱镜测量的计算结果进一步用于计算数学推导值的虚拟观测点，从而能够将各种数据源的复杂计算转化为单个计算模型。根据活动和仪器，使用定制变量定义变形移动限制、警报和动作。数据可视化和报告使用徕卡地理系统基于云的服务无缝集成现在开始！．

由于项目的复杂环境和长期线性性质，各端只有稳定区域，因此需要将全站仪数据校正为均质模型，而不是每个单元独立工作。因此，在观测周期内，使用MicroSurvey软件公司（Hexagon的一部分）的Star*Net软件实时计算控制网络的完全集成和自动最小二乘平差。然后，在每次监测阵列观测之前，使用整个网络的实时网络调整坐标自动更新GeoMoS系统。bob体育报道

“使用GeoMoS Now！使我们能够为项目建立简单、清晰的仪表盘。在任何时候，现场都有多个承包商，他们只对监测方案的各个部分感兴趣。GeoMoS Monitor允许为每个承包商建立特定的警报机制，并在GeoMo中开发单独的仪表盘Weekes解释道：“现在！是该承包商特有的登录名。”。

克服监测的挑战

在监测期间，Pell Frischmann团队必须克服几个复杂的挑战。在Thameslink隧道中，列车每五分钟以50英里/小时的速度通过，导致振动和空气流动，影响仪器方向和水平。进入隧道的时间限制为每三个月两班四小时，因此，通过安装GeoLaser AD-12自调平tribrach，远程用户无需进入即可将全站仪校正回水平面，找到了一个永久解决方案。这是通过GeoMoS监视器完全控制的。

在煤气厂的隧道里，有一个不同的挑战需要克服——油烟残留物。隧道内的砖墙是多年来在隧道内运行的蒸汽和柴油火车所形成的厚厚的一层。这导致在整个监测期间不断积累残留物。因此，作为主动维护计划的一部分，需要每两个月清洁一次全站仪光学元件和棱镜，以保持信号强度。

在整个安装周期内，监控计划运营商在SCCS的持续支持下，找到了提高系统可靠性和降低运营成本的创新解决方案。这还包括防腐配件和棱柱盖，使其能够抵抗在隧道中发现的先前未知环境条件下的持续暴露。

“该设备在标准的两个月一次的维护访问之间，无需人工干预，可长时间24/7提供准确和可重复的结果。这一点在煤气厂隧道中尤为重要，因为柴油残渣和水泄漏造成了特别恶劣的工作环境，在这种环境中，instrumentation必须在两次维修之间无故障运行12个月，”Weekes说。

设备的可靠性和准确性确保了隧道附近的所有开发工作可以从2010年起十年后继续进行，不会有任何延误。这为英国国营铁路公司的系统注入了信心，并且没有必要让列车停下来或减速，避免了任何经济处罚，延误可能会发生。”

经得起未来考验的监测数据

一旦国王十字车站重建完成，对隧道的监测将继续进行。该数据集的重要性在于记录隧道的自然移动和状况。这可能成为工程师决定隧道生命周期延长和计划预防性维护的重要资产。

“客户和所有利益相关者对系统及其性能非常满意。他们特别喜欢实时无限制地访问数据，这使他们能够检查任何次要触发因素并查看趋势，而无需对系统进行任何专业知识或培训。我们计划分享我们对该pWeekes总结道：“我们可以在这一公司合作网络中开发新产品，因此可以在广泛的项目中使用。”。

“Pell Frischmann与徕卡地理系统公司和更广泛的Hexagon团队密切合作，提供创新解决方案。他们对任何问题（包括非工作时间）都做出了及时响应，并使项目免于因列车延误而产生的成本bob体育报道，”Kings Cross Partnership项目总监Alastair Mitchell补充道。