多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究一、內(nèi)容概述 21.研究背景與意義 41.1地下洞室施工監(jiān)測(cè)的重要性 61.2多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀 71.3研究目的與意義 9 2.1地下洞室施工監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展 2.2多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 2.3研究空白及發(fā)展趨勢(shì) 二、地下洞室施工監(jiān)測(cè)技術(shù)概述 221.1洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè) 1.2洞室圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè) 1.3施工過(guò)程安全監(jiān)控 2.監(jiān)測(cè)技術(shù)方法 2.1傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法 2.2新型監(jiān)測(cè)技術(shù) 三、多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)原理及應(yīng)用 471.1數(shù)據(jù)整合定義及意義 1.2數(shù)據(jù)整合技術(shù)原理 1.3數(shù)據(jù)整合流程 2.多模態(tài)數(shù)據(jù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 2.1數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理 2.2數(shù)據(jù)整合實(shí)例分析 731.1數(shù)據(jù)來(lái)源識(shí)別與分類 1.2數(shù)據(jù)整合策略制定 1.3數(shù)據(jù)整合流程設(shè)計(jì) 2.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整合實(shí)施過(guò)程 2.1數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理實(shí)施 2.2數(shù)據(jù)整合操作過(guò)程 2.3整合結(jié)果分析與評(píng)估 五、多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性分析 本研究的核心聚焦于多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)或僅使用裂縫計(jì)測(cè)量表面變形，這些單一信息難以全面、精準(zhǔn)地反映洞室圍巖的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀況以及施工過(guò)程的整體安全態(tài)勢(shì)。為了克服傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的局限性，本研究引入并系統(tǒng)探討多模態(tài)數(shù)據(jù)整合的先進(jìn)理念與技術(shù)路徑。具體而言，研究將圍繞布設(shè)包含但不限于是：地表/內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)(如GPS、全站儀、自動(dòng)化全站儀、光纖傳感)、圍巖應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)(如應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì))、裂縫與表面Crack進(jìn)行數(shù)字化采集與傳輸，以及水文地質(zhì)環(huán)境(如水位儀、滲壓計(jì))、施工狀態(tài)(如爆破傳感器、出土量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng))等多維度、多源傳感數(shù)據(jù)，通過(guò)建立高效的數(shù)據(jù)融合與處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下洞室施工期復(fù)雜多維信息的有效整合與分析。研究?jī)?nèi)容主要涵蓋以下幾個(gè)方面：1)多模態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理框架構(gòu)建：針對(duì)不同類型監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特性與傳輸特點(diǎn)，研究建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口與處理流程，確保各類數(shù)據(jù)能夠被系統(tǒng)性地采集、存儲(chǔ)與管理。2)數(shù)據(jù)融合算法研究與應(yīng)用：探索適用于地下洞室施工監(jiān)測(cè)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)融合方法，可能涉及數(shù)據(jù)層、特征層或決策層的融合策略。重點(diǎn)在于研究如何融合不同模態(tài)數(shù)據(jù)的冗余與互補(bǔ)信息，提升數(shù)據(jù)整體精度與可靠性，例如利用位移數(shù)據(jù)與應(yīng)力數(shù)據(jù)相互印證、預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)。3)信息挖掘與智能分析技術(shù)：在數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、時(shí)間序列分析等手段，對(duì)整合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的洞室變形規(guī)律、穩(wěn)定性狀態(tài)變化特征及施工活動(dòng)影響等信息，為施工安全預(yù)警與智能決策提供依據(jù)。4)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建：依據(jù)整合分析結(jié)果，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)參數(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化監(jiān)測(cè)預(yù)警閾值，構(gòu)建能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映洞室安全狀態(tài)的智能預(yù)警系統(tǒng)。通過(guò)上述研究，期望能夠顯著提升地下洞室施工監(jiān)測(cè)的信息化、智能化水平，推動(dòng)監(jiān)測(cè)工作從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變，為保障工程安全、高效、經(jīng)濟(jì)地完成提供有力的技術(shù)支撐，并對(duì)拓展多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在其他重大工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有參考意義。研究最終落腳于驗(yàn)證多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在實(shí)際工程中的可行性與優(yōu)越性，為社會(huì)提供一套更為科學(xué)、全面的地下工程施工安全保障解決方案。研究重點(diǎn)方向具體內(nèi)容/解決的問(wèn)題多模態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理框架構(gòu)建建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口、流程；實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集與管理數(shù)據(jù)融合算法研究與應(yīng)用探索合適的融合策略(數(shù)據(jù)/特征/決策層);融合不同模態(tài)數(shù)據(jù)的冗信息挖掘與智能分析技術(shù)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建動(dòng)態(tài)優(yōu)化預(yù)警閾值；構(gòu)建智能預(yù)警系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)安全狀態(tài)的及時(shí)、準(zhǔn)確反映地下洞室施工監(jiān)測(cè)是保障工程安全、質(zhì)量與效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著城市建設(shè)、能源開(kāi)發(fā)及交通工程等領(lǐng)域的快速發(fā)展，地下洞室工程日益復(fù)雜化、規(guī)?；?，對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的需求也愈發(fā)精細(xì)化、智能化。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法多依賴單一模態(tài)的數(shù)據(jù)采集(如位移、應(yīng)力、圍巖壓力等),難以全面反映洞室周圍地質(zhì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化。近年來(lái)，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)融合多種傳感器數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)影像、地理信息系統(tǒng)(GIS)及機(jī)器學(xué)習(xí)算法等，能夠構(gòu)建更立體、更精準(zhǔn)的洞室安全評(píng)估體系。(1)研究背景地下洞室施工監(jiān)測(cè)面臨著諸多挑戰(zhàn)：1.環(huán)境復(fù)雜性：洞室圍巖條件多變，單一監(jiān)測(cè)手段無(wú)法捕捉多維度信息。2.數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題：不同監(jiān)測(cè)設(shè)備(如GNSS、振弦傳感器、激光掃描儀)獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)難以高效協(xié)同分析。3.決策滯后性：傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)依賴人工判讀，實(shí)時(shí)響應(yīng)能力不足，易錯(cuò)失災(zāi)害預(yù)警時(shí)機(jī)。【表】列舉了典型地下洞室監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)類型及局限性：監(jiān)測(cè)類型數(shù)據(jù)模態(tài)位移監(jiān)測(cè)位移計(jì)、全站儀空間分辨率低，無(wú)法反映局部變形應(yīng)力監(jiān)測(cè)圍巖穩(wěn)定性無(wú)人機(jī)影像內(nèi)容像處理效率低，難度大水文地質(zhì)雷達(dá)探地后期分析耗時(shí)，成果整合困難(2)研究意義多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的應(yīng)用具有以下重要意義：1.提升監(jiān)測(cè)精度：通過(guò)融合多源數(shù)據(jù)，可建立三維時(shí)空模型，更科學(xué)地預(yù)測(cè)圍巖穩(wěn)2.實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與AI算法，可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)異常趨勢(shì)，降低工程風(fēng)險(xiǎn)。3.優(yōu)化資源投入：智能化的數(shù)據(jù)整合可減少人工干預(yù)，降低成本并提高決策效率。本研究旨在探索多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的創(chuàng)新應(yīng)用，為復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程安全提供理論支撐與技術(shù)參考。地下洞室施工監(jiān)測(cè)是確保工程安全、質(zhì)量及進(jìn)度的重要手段，其核心作用在于實(shí)時(shí)掌握洞室圍巖的力學(xué)行為、結(jié)構(gòu)變形及地下水活動(dòng)等關(guān)鍵信息，為施工決策提供科學(xué)依據(jù)。隨著工程規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)復(fù)雜度的提升，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)融合多種監(jiān)測(cè)手段(如位移、應(yīng)力、滲流、視覺(jué)等),能夠更全面、準(zhǔn)確地反映洞室施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。地下洞室施工監(jiān)測(cè)的主要意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：圍巖位移與應(yīng)力控制洞室變形，避免失穩(wěn)坍塌，保障施工安全。地下水活動(dòng)預(yù)測(cè)突水風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化排水設(shè)計(jì)，降低工程損圍巖穩(wěn)定性評(píng)估及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在失穩(wěn)區(qū)域，采取預(yù)控措施，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整支護(hù)、開(kāi)挖等工藝，提升工程效多模態(tài)數(shù)據(jù)整合態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的局限性，通過(guò)跨源數(shù)據(jù)融合與智能分析，顯著提高了監(jiān)測(cè)精度和時(shí)效性，為復(fù)雜地質(zhì)條件下的洞室施工提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)是指對(duì)源自不同來(lái)源、具有不同特征和結(jié)構(gòu)的多種類型數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、融合、處理和分析的一整套方法。在信息爆炸的時(shí)代，隨著傳感技術(shù)的飛速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的廣泛應(yīng)用，工程領(lǐng)域產(chǎn)生了海量的多模態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括但不限于時(shí)間序列數(shù)據(jù)、內(nèi)容像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)以及各種類型的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的目標(biāo)是將這些不同模態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的融合，以提取出更具信息量和價(jià)值的數(shù)據(jù)，從而為工程決策提供更為全面和準(zhǔn)確的依據(jù)。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)整合患者的臨床數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、基因組數(shù)據(jù)等，可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的診斷和治療方案制定；在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，整合來(lái)自攝像頭、雷達(dá)、GPS等傳感器的數(shù)據(jù)，可以提高車輛的環(huán)境感知能力。在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)同樣具有巨大的應(yīng)用潛力。(1)地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)來(lái)源地下洞室施工監(jiān)測(cè)涉及的數(shù)據(jù)來(lái)源繁多，主要包括以下幾類：1.結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：如位移、裂縫、沉降等。2.巖土力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)：如應(yīng)力、應(yīng)變、孔隙水壓力等。3.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：如溫度、濕度、氣體濃度等。4.視頻和內(nèi)容像數(shù)據(jù)：如隧道內(nèi)部狀態(tài)、施工過(guò)程監(jiān)控等。5.音頻數(shù)據(jù)：如施工機(jī)械噪音、巖體破裂聲等。(2)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合方法目前，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)主要包括以下幾種方法：1.早期融合：在數(shù)據(jù)的初步處理階段進(jìn)行融合，融合后的數(shù)據(jù)具有較高的質(zhì)量，但信息損失較大。2.晚期融合：在數(shù)據(jù)的深度處理后進(jìn)行融合，融合結(jié)果的準(zhǔn)確性較高，但計(jì)算復(fù)雜度較大。3.混合融合：結(jié)合早期融合和晚期融合的優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)的初步處理和深度處理后進(jìn)行多級(jí)融合，以實(shí)現(xiàn)最佳的融合效果。假設(shè)我們對(duì)某一地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的位移和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可以采用向量拼接的方式進(jìn)行特征表示，如公式所示：其中(Xa)表示位移數(shù)據(jù)向量，(X)表示溫度數(shù)據(jù)向量。(3)應(yīng)用現(xiàn)狀目前，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用還處于初步發(fā)展階段。許多研究機(jī)構(gòu)和工程企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了一些探索性工作，取得了一定的成果。然而仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)：·數(shù)據(jù)隱私和安全：大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集和傳輸涉及隱私和安全問(wèn)題?！駭?shù)據(jù)融合算法：現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合算法在處理非線性關(guān)系和多模態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)仍存在不足?！駥?shí)時(shí)性要求：地下洞室施工環(huán)境復(fù)雜多變，實(shí)時(shí)性要求高，對(duì)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的實(shí)時(shí)性能提出了挑戰(zhàn)。盡管面臨這些挑戰(zhàn)，但隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)將在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。未來(lái)，該技術(shù)將朝著更為智能化、自動(dòng)化和高效化的方向發(fā)展，為地下洞室施工的安全和質(zhì)量提供更加可靠的保障。隨著地下空間工程的快速發(fā)展，特別是大型復(fù)雜地下洞室工程的興建，施工過(guò)程中的安全性、穩(wěn)定性和效率成為工程界關(guān)注的核心議題。傳統(tǒng)的單一感官監(jiān)測(cè)方法，如僅依賴人工巡視或單一的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行信息采集，往往存在信息維度單一、更新頻率低、感知范圍有限等局限性，難以全面、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)地反映洞室圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及施工環(huán)境的復(fù)雜動(dòng)態(tài)變化。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)，通過(guò)融合來(lái)自不同物理維度、不同傳感手段、不同時(shí)空尺度獲取的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)榈叵露词沂┕けO(jiān)測(cè)提供更為立體、全面、可靠的信息支撐。本研究的根本目的在于：探索并構(gòu)建一套適用于地下洞室施工監(jiān)測(cè)的多模態(tài)數(shù)據(jù)·全面探究多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的融合機(jī)制：系統(tǒng)分析地現(xiàn)信息的深度融合與價(jià)值挖掘[可在此處或下方此處省略簡(jiǎn)表說(shuō)明數(shù)據(jù)類型]。數(shù)據(jù)類別具體數(shù)據(jù)項(xiàng)示例數(shù)據(jù)性質(zhì)典型傳感器/手段數(shù)據(jù)巖體力學(xué)參數(shù)、地質(zhì)素描、地層信息原位測(cè)試、地質(zhì)雷達(dá)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)混凝土/鋼材應(yīng)力應(yīng)變、支護(hù)變形弦計(jì)位移場(chǎng)數(shù)據(jù)洞壁位移、地表沉降、收斂量測(cè)全站儀、測(cè)距儀、GPS環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)溫度、濕度、水位、氣體濃度、圍巖聲發(fā)射持續(xù)、定量溫濕度傳感器、氣體施工活動(dòng)信息爆破信息、開(kāi)挖信息、注漿信息離散、事件性GPS、攝像頭、施工日志·開(kāi)發(fā)高效的數(shù)據(jù)處理與分析算法：針對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的異構(gòu)性、高維度和時(shí)效性·公式示例(概念性):考慮融合多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)X_i的某種加權(quán)融合模型，其融其中N為數(shù)據(jù)源數(shù)量；X_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)；w_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)源的權(quán)重系數(shù)，需要通過(guò)學(xué)習(xí)或經(jīng)驗(yàn)確定；f_i為第i個(gè)數(shù)據(jù)源的特征提取或預(yù)處理函數(shù)。·構(gòu)建智能監(jiān)測(cè)預(yù)警體系：基于整合分析結(jié)果，結(jié)合工程安全閾值和風(fēng)險(xiǎn)判別模型，研究開(kāi)發(fā)能夠?qū)崟r(shí)反映洞室施工安全狀態(tài)、自動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)前兆并有效發(fā)出預(yù)警的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而為施工決策提供科學(xué)依據(jù)，提升工程風(fēng)險(xiǎn)管理水平。本研究的意義在于：·理論層面：豐富和深化地下工程監(jiān)測(cè)理論，特別是在多源信息融合、智能感知與決策支持方向上有所突破，為地下空間安全constructionmonitoring提供新的理論視角和技術(shù)路徑?！ぜ夹g(shù)層面：推動(dòng)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下工程領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證實(shí)用的監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法，推動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的集成化、智能化和自動(dòng)化水平提升，為類似工程提供技術(shù)支撐和借鑒?！?shí)踐層面：顯著提升地下洞室施工監(jiān)測(cè)的精度、效度和覆蓋范圍，能夠更早、更準(zhǔn)確地識(shí)別和預(yù)測(cè)施工風(fēng)險(xiǎn)，有效保障工程安全，減少災(zāi)害發(fā)生概率和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)促進(jìn)施工過(guò)程的優(yōu)化與效率的提高，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀地下洞室施工監(jiān)測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究范圍已較廣泛。本文基于多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)行梳理。(1)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、隧道內(nèi)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航(SatelliteNavigationSystem,SNS)技術(shù)、地質(zhì)雷(2)國(guó)外研究現(xiàn)狀1)監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)的革新與多樣化豐富上。一方面，傳感器的精度、靈敏度、響應(yīng)頻率以及長(zhǎng)例如，高精度位移傳感器(如銦鋼尺、光學(xué)傳感器)、應(yīng)力應(yīng)變傳感器(如應(yīng)變片、光纖光柵FBG)、加速度傳感器以及近年來(lái)備受關(guān)注的分布式光纖傳感技術(shù)(如相干光纖光柵傳感、分布式光纖溫度傳感DFOS和分布式光纖振動(dòng)傳感DFVS)等，為獲取連續(xù)、高頻的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供了有力支撐。光纖傳感技術(shù)以其抗電磁干擾、耐腐蝕、空間分辨率高、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在大型地下洞室長(zhǎng)期、大面積監(jiān)測(cè)中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。各類傳感器的廣泛應(yīng)用，形成了多樣化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源，為多模態(tài)數(shù)據(jù)整合奠定了基礎(chǔ)(【公式】展示了分布式光纖傳感的基本原理，通過(guò)解調(diào)相位差△φ計(jì)算應(yīng)變?chǔ)呕驕囟萒的變化)?！竟健?分布式光纖傳感原理示意內(nèi)容(其中，λc為光纖中心波長(zhǎng)，n為光纖平均折射率，△φ為沿光纖長(zhǎng)度L測(cè)量的相位變化，TO為參考溫度，△λ為中心波長(zhǎng)變化量，α為光纖的熱光系數(shù))傾斜攝影測(cè)量、攝影測(cè)量(Photogrammetry)和紅外熱成像(InfraredThermography)等技術(shù)的成熟，也為洞室施工監(jiān)測(cè)提供了新的視角和手段。這些技術(shù)能夠快速、高效地獲取洞室表面或近區(qū)環(huán)境的幾何形貌、變形特征以及異常溫度信息，與傳統(tǒng)的接觸式傳感器數(shù)據(jù)形成有效互補(bǔ)。2)監(jiān)測(cè)信息的時(shí)空融合與處理分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取是基礎(chǔ)，而有效的信息處理與分析則是發(fā)揮監(jiān)測(cè)價(jià)值的核心。研究進(jìn)展體現(xiàn)在對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)空信息的深度挖掘和智能分析能力上。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法多側(cè)重于單一指標(biāo)的時(shí)間序列分析，如回歸分析、灰色預(yù)測(cè)等。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能技的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征?？臻g分析則借助地理信息系統(tǒng)(GIS)和計(jì)算幾何，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)與洞室?guī)缀文Ｐ拖嘟Y(jié)合，實(shí)現(xiàn)變形的空間定位、可視化和區(qū)域分析。此外有限元(FEM)支護(hù)設(shè)計(jì)效果。機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearning)和深度學(xué)習(xí)(DeepLearning)技術(shù)也3)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與信息平臺(tái)的構(gòu)建展體現(xiàn)在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化、智能化和平臺(tái)化管理上?；谖锫?lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的智能采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)或C/S(客戶端/服務(wù)器)架構(gòu)，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)，(1)技術(shù)概述位移、應(yīng)力、溫度等)與內(nèi)容像、視頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的全面監(jiān)控和(2)發(fā)展現(xiàn)狀2.應(yīng)用推廣3.技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案方面的問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，研究者們正在探索新的算法和模型，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和整合效率。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化也是推動(dòng)該技術(shù)發(fā)展的重要方向。(3)發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)將在地下洞室施工監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的融合應(yīng)用，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更高層次的數(shù)據(jù)挖掘和分析，為地下洞室施工安全、高效施工提供有力支持。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的增長(zhǎng)，該技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用。盡管多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中已展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用潛力，但當(dāng)前的研究仍存在一些空白領(lǐng)域待填補(bǔ)。研究空白主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：·數(shù)據(jù)融合方法：目前對(duì)于多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合技術(shù)尚不完善，尤其是在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，不同模態(tài)數(shù)據(jù)(如地質(zhì)雷達(dá)、位移傳感器等)之間的信息交互和融合策略亟待深入研究?！?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)：地下洞室施工過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建是保障施工安全的關(guān)鍵。然而現(xiàn)有系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、處理和分析速度方面仍有較大提升空間，以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求?！らL(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與利用：地下洞室長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估工程安全性和預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。但目前對(duì)于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深入分析和利用方法研究較少。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將朝著以下方向發(fā)展：·智能化融合技術(shù)：隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合將更加智能化。通過(guò)引入深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等先進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別、分類和融合，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。·邊緣計(jì)算與云計(jì)算結(jié)合：為解決實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理瓶頸問(wèn)題，未來(lái)將更加注重邊緣計(jì)算與云計(jì)算的結(jié)合。通過(guò)在邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初步數(shù)據(jù)處理和分析，減輕云計(jì)算中心的壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速響應(yīng)和處理?！駭?shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)：隨著多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問(wèn)題日益凸顯。未來(lái)研究將更加關(guān)注數(shù)據(jù)的加密、訪問(wèn)控制和安全傳輸?shù)确矫妫_保數(shù)據(jù)的安全可靠。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。通過(guò)填補(bǔ)研究空白并把握未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，有望為地下洞室施工監(jiān)測(cè)帶來(lái)更加高效、智能和安全的技術(shù)解決方案。地下洞室施工監(jiān)測(cè)是保障工程安全、優(yōu)化施工工藝的核心環(huán)節(jié)，其技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從單一參數(shù)采集到多維度綜合評(píng)估的演變。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法主要依賴人工觀測(cè)與單點(diǎn)傳感器布設(shè)，如收斂測(cè)量、沉降監(jiān)測(cè)和應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試等，雖能獲取局部數(shù)據(jù)，但存在時(shí)空分辨率低、數(shù)據(jù)孤島效應(yīng)明顯等局限性。隨著工程規(guī)模擴(kuò)大與地質(zhì)條件復(fù)雜化，現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步向自動(dòng)化、智能化與多源數(shù)據(jù)融合方向發(fā)展，形成了覆蓋“地質(zhì)-力學(xué)-施工”全過(guò)程的監(jiān)測(cè)體系。2.1傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)及其局限性傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)以接觸式測(cè)量為主，代表性方法包括：·幾何變形監(jiān)測(cè)：采用全站儀、收斂?jī)x等設(shè)備量測(cè)洞室圍巖的位移變化，常用計(jì)算公式為：其中(△L)為位移變化量，(L)為時(shí)刻(t)的測(cè)值，(Lo)為初始基準(zhǔn)值。該方法精度較高，但受限于人工操作效率與覆蓋范圍?！?yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)：通過(guò)埋設(shè)應(yīng)變計(jì)或壓力盒監(jiān)測(cè)圍巖應(yīng)力釋放，如鋼筋計(jì)可計(jì)算軸其中(E)為彈性模量，(e)為應(yīng)變值，(A)為截面積。然而傳感器易受施工擾動(dòng)損壞，且數(shù)據(jù)連續(xù)性不足?！に牡刭|(zhì)監(jiān)測(cè)：包括水位計(jì)與滲流量觀測(cè)，但難以捕捉地下水動(dòng)態(tài)與施工的耦合效應(yīng)。傳統(tǒng)技術(shù)的局限性可總結(jié)為【表】:●【表】傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要不足技術(shù)類型局限性適用場(chǎng)景人工幾何測(cè)量效率低、實(shí)時(shí)性差小型洞室短期監(jiān)測(cè)單點(diǎn)傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)離散、覆蓋范圍有限局部高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)分離式數(shù)據(jù)采集多源數(shù)據(jù)難以關(guān)聯(lián)分析簡(jiǎn)單地質(zhì)條件工程2.2現(xiàn)代多模態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系為突破傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)引入了光學(xué)、電磁、聲學(xué)等多模態(tài)感知手段，并通過(guò)數(shù)據(jù)整合技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息互補(bǔ)。主要技術(shù)包括：·三維激光掃描(TLS):可快速獲取洞室表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)迭代最近點(diǎn)(ICP)算法配準(zhǔn)分析變形，計(jì)算公式為：·無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量：通過(guò)序列影像生成數(shù)字表面模型(DSM),實(shí)現(xiàn)大范圍位移場(chǎng)反演?！の⒄鸨O(jiān)測(cè)：通過(guò)傳感器陣列捕捉巖體破裂信號(hào)，定位公式為：其中(t;)為波至?xí)r間，((x,y;,z;))為傳感器坐標(biāo)，()為波速?！さ刭|(zhì)雷達(dá)(GPR):探測(cè)圍巖內(nèi)部缺陷與含水率分布。●智能掘進(jìn)參數(shù)采集：實(shí)時(shí)記錄TBM刀盤扭矩、推進(jìn)速度等數(shù)據(jù)，結(jié)合圍巖響應(yīng)評(píng)估施工風(fēng)險(xiǎn)。2.3多模態(tài)數(shù)據(jù)整合的必要性單一監(jiān)測(cè)技術(shù)僅能反映工程局部狀態(tài)，而地下洞室施工涉及地質(zhì)不確定性、力學(xué)行為演化與施工動(dòng)態(tài)交互，需通過(guò)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合構(gòu)建“監(jiān)測(cè)-分析-預(yù)警”閉環(huán)。例如，將TLS變形數(shù)據(jù)與微震事件時(shí)空分布關(guān)聯(lián)，可識(shí)別圍巖失穩(wěn)的臨界閾值；融合地質(zhì)雷達(dá)內(nèi)容像與滲流量數(shù)據(jù)，可預(yù)測(cè)突水突泥風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)整合的核心在于解決異構(gòu)數(shù)據(jù)的時(shí)空對(duì)齊、特征提取與權(quán)重分配問(wèn)題，常用方法包括：·時(shí)空插值：如克里金法(Kriging)將離散監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)連續(xù)化；·機(jī)器學(xué)習(xí)融合：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(如CNN-LSTM)多模態(tài)特征提取與預(yù)測(cè)。現(xiàn)代地下洞室施工監(jiān)測(cè)技術(shù)已從“單一參數(shù)采集”向“多模態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)型，為后續(xù)研究多模態(tài)整合技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。地下洞室施工監(jiān)測(cè)是確保工程安全、質(zhì)量和進(jìn)度的關(guān)鍵步驟。其主要內(nèi)容包括但不限于以下幾個(gè)方面：●地質(zhì)條件監(jiān)測(cè)：通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)、地震波反射等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洞室周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，如巖層移動(dòng)、地下水位變化等，以預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生?！ぶёo(hù)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：采用傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)洞室支護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)力、變形、位移等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。·圍巖壓力監(jiān)測(cè)：使用壓力傳感器和多點(diǎn)位移計(jì)等設(shè)備，監(jiān)測(cè)圍巖內(nèi)部的壓力分布和位移情況，為支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。·水文地質(zhì)條件監(jiān)測(cè)：通過(guò)水位計(jì)、滲水量計(jì)等設(shè)備，監(jiān)測(cè)洞室周圍的水文地質(zhì)條件，包括地下水位、滲流速度等，以確保施工過(guò)程中的水文安全。●溫度與濕度監(jiān)測(cè)：利用溫濕度傳感器，監(jiān)測(cè)洞室內(nèi)外的溫度和濕度變化，為施工環(huán)境控制提供數(shù)據(jù)支持?！裾駝?dòng)與噪聲監(jiān)測(cè)：使用振動(dòng)傳感器和噪聲監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洞室施工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲水平，確保施工噪音控制在規(guī)定范圍內(nèi)?！び泻怏w監(jiān)測(cè)：通過(guò)氣體檢測(cè)儀器，監(jiān)測(cè)洞室內(nèi)外的有害氣體濃度，如二氧化碳、甲烷等，確保施工環(huán)境的安全?！褚曨l監(jiān)控與內(nèi)容像識(shí)別：結(jié)合高清攝像頭和內(nèi)容像處理軟件，對(duì)洞室施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理安全隱患。通過(guò)上述多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的應(yīng)用，可以全面、準(zhǔn)確地掌握地下洞室施工過(guò)程中的各種信息，為施工決策提供科學(xué)依據(jù)，確保施工安全、質(zhì)量與進(jìn)度。洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)是地下洞室施工監(jiān)測(cè)的核心內(nèi)容之一，主要通過(guò)測(cè)量洞室的輪廓、尺寸、變形等信息，評(píng)估其穩(wěn)定性和安全性。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠融合激光掃描、慣性導(dǎo)航、攝影測(cè)量等多種測(cè)量手段，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的幾何形態(tài)監(jiān)測(cè)。相比于傳統(tǒng)單模態(tài)監(jiān)測(cè)方法，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)能夠提供更全面、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，從而提升洞室施工的安全性與可靠性。(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)主要包括以下內(nèi)容：1.洞室表面形變監(jiān)測(cè)：通過(guò)激光掃描或攝影測(cè)量技術(shù)獲取洞室表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分析其形變趨勢(shì)和變形模式。2.斷面尺寸測(cè)量：利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)或三維激光掃描儀，對(duì)洞室關(guān)鍵斷面進(jìn)行掃描，計(jì)算其寬度和高度變化。3.輪廓線變化監(jiān)測(cè)：通過(guò)連續(xù)測(cè)量洞室輪廓線的坐標(biāo)變化，評(píng)估其變形速率和累積變形量。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在這一過(guò)程中主要依賴于激光掃描與攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)融合。例如，激光掃描技術(shù)能夠提供高精度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，而攝影測(cè)量技術(shù)則能從多個(gè)角度獲取完整的幾何形態(tài)信息，二者結(jié)合能夠有效彌補(bǔ)單一技術(shù)的局限性。(2)數(shù)據(jù)處理與分析模型洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理與分析，通常通過(guò)以下步驟進(jìn)行：1.數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)激光點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、配準(zhǔn)等操作，確保數(shù)據(jù)的一致性。2.特征點(diǎn)提?。簭狞c(diǎn)云或影像中提取洞室輪廓的關(guān)鍵特征點(diǎn)，如頂板、底板和側(cè)壁的邊界點(diǎn)。3.變形分析：結(jié)合多模態(tài)數(shù)據(jù)，建立洞室變形模型，計(jì)算特征點(diǎn)的位移量(△X,△Y,常用的數(shù)學(xué)模型包括：[△X=Xfinal-Xinitial,【表】展示了某地下洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果：斷面ABC從表中數(shù)據(jù)可以看出，洞室各斷面在施工過(guò)程中均在允許范圍內(nèi)。這種多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合分析，能夠?yàn)槎词曳€(wěn)定性評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。(3)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：1.高精度：綜合多種技術(shù)手段的數(shù)據(jù)，可以顯著提高監(jiān)測(cè)精度。2.全空間覆蓋：通過(guò)激光掃描和攝影測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)洞室內(nèi)部空間的完整監(jiān)測(cè)。3.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)獲取洞室變形數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取應(yīng)對(duì)措施。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)為地下洞室?guī)缀涡螒B(tài)監(jiān)測(cè)提供了新的解決方案，有助于提升施工監(jiān)測(cè)的科學(xué)性和有效性。洞室圍巖穩(wěn)定性是確保地下工程安全建設(shè)與長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵因素。圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)旨在實(shí)時(shí)掌握圍巖的變形、應(yīng)力及破壞跡象等動(dòng)態(tài)信息，為洞室安全施工提供決策依據(jù)。傳統(tǒng)的圍巖監(jiān)測(cè)手段往往局限于單一傳感器，如位移計(jì)、測(cè)斜儀、應(yīng)力計(jì)等的獨(dú)立布置與數(shù)據(jù)采集，這種方法難以全面、精確地反映圍巖系統(tǒng)的復(fù)雜行為和相互作用。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)則引入了更為豐富的監(jiān)測(cè)維度，將多種監(jiān)測(cè)手段(如地表位移監(jiān)測(cè)、洞內(nèi)變形監(jiān)測(cè)、圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)、聲波監(jiān)測(cè)、微震監(jiān)測(cè)、紅外監(jiān)測(cè)等)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合與協(xié)同分析。通過(guò)對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合，可以實(shí)現(xiàn)圍巖穩(wěn)定性狀況的多維度、立體化評(píng)估。首先監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的融合能夠提升單一生態(tài)數(shù)據(jù)的精度與可靠性，例如，將地表測(cè)點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)與洞內(nèi)位移、收斂數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用最小二乘擬合、加權(quán)平均等方法，可以計(jì)算出更為準(zhǔn)確的洞室周邊區(qū)域的變形場(chǎng)分布。公式展示了融合多個(gè)測(cè)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)((dj,d?,...,dn))進(jìn)行位移場(chǎng)估計(jì)的簡(jiǎn)化原理：其中(D)是融合后的位移估計(jì)值，(w;)為各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的權(quán)重，可根據(jù)傳感器精度、位置等因素確定。其次多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合有助于識(shí)別不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性，揭示圍巖失穩(wěn)的先兆特征。例如，通過(guò)分析位移-時(shí)間曲線的變形速率、曲率以及與圍巖應(yīng)力、聲發(fā)射活動(dòng)(聲波能量、頻次)等指標(biāo)的關(guān)聯(lián)模式，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)潛在的不穩(wěn)定區(qū)域和失穩(wěn)時(shí)間。下表(【表】)示例性展示了不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)與圍巖狀態(tài)的可能關(guān)聯(lián)關(guān)系：●【表】監(jiān)測(cè)指標(biāo)與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)聯(lián)示例穩(wěn)定狀態(tài)特征不穩(wěn)定狀態(tài)特征位移速率平緩、持續(xù)增長(zhǎng)且速率較小急劇增大、出現(xiàn)跳動(dòng)式變形收斂值逐漸增大，但增量逐漸減小并可趨于收玫動(dòng)位移/收斂曲率小于臨界值，曲線平緩超過(guò)臨界值，曲線變陡，呈現(xiàn)突變趨勢(shì)圍巖應(yīng)力保持相對(duì)穩(wěn)定或緩慢增長(zhǎng)急劇下降或出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移聲波能量/頻次/振幅急劇增加，能量集中，頻次、振幅可能出現(xiàn)異常穩(wěn)定或小幅波動(dòng)明顯增多、能量增大，且震源位置可能紅外異常信號(hào)無(wú)明顯異常出現(xiàn)明顯增強(qiáng)或空間分布異常的紅外輻射信號(hào)此外整合多模態(tài)數(shù)據(jù)能夠克服單一監(jiān)測(cè)手段的局限性，提供更全面的信息。比位移監(jiān)測(cè)只能反映變形量，而應(yīng)力監(jiān)測(cè)可以指示巖體內(nèi)部的應(yīng)力變化，兩者結(jié)合才能更全面地評(píng)估圍巖承載能力。聲波監(jiān)測(cè)和微震監(jiān)測(cè)則能反映圍巖內(nèi)部的snapping和破裂活動(dòng)，為預(yù)測(cè)突水、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害提供重要信息。因此基于多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圍巖變形、應(yīng)力、破壞等狀態(tài)的綜合評(píng)價(jià)，更能通過(guò)多源信息的交叉驗(yàn)證與互補(bǔ)，顯著提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為洞室施工提供更為科學(xué)、有效的安全保障。地下洞室的施工過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而具有高風(fēng)險(xiǎn)的工程活動(dòng)，針對(duì)這一特殊性，有效實(shí)施安全監(jiān)控是確保工程安全、順利進(jìn)行的關(guān)鍵。在這一研究段落中，我們將探討如何應(yīng)用多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)來(lái)提高地下洞室施工過(guò)程中的安全監(jiān)控效能。首先需明確“多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)”這里的意涵。該技術(shù)借助傳感設(shè)備、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀表等，采集包括地質(zhì)參數(shù)、施工機(jī)械運(yùn)作數(shù)據(jù)、溫濕度、壓力等一系列關(guān)鍵數(shù)據(jù)。其核心在于將這些來(lái)自不同領(lǐng)域、不同時(shí)間點(diǎn)、不同標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)一集成，從而形成一個(gè)全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)運(yùn)用層面，可以設(shè)計(jì)一個(gè)集采集、儲(chǔ)存、處理與實(shí)時(shí)反饋為一體的智能監(jiān)控平臺(tái)。該平臺(tái)能實(shí)時(shí)分析處理采集來(lái)的數(shù)據(jù)，評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)施工狀況，并通過(guò)可視化界面及時(shí)報(bào)警。必要時(shí)刻，平臺(tái)可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化調(diào)整監(jiān)控參數(shù)，這對(duì)于發(fā)生突發(fā)情況時(shí)的快速反應(yīng)非常關(guān)鍵。構(gòu)建一個(gè)新型遙感與實(shí)地監(jiān)測(cè)相結(jié)合的系統(tǒng)，可以在困難的地質(zhì)條件下為施工提供真實(shí)可靠的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息。遙感技術(shù)可以快速地提供地下洞室的宏觀狀況，例如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水位、地形變化等，而實(shí)地監(jiān)測(cè)則可針對(duì)局部區(qū)域如邊坡穩(wěn)定狀態(tài)、施工機(jī)械磨損等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行細(xì)致觀測(cè)。引入人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以在海量數(shù)據(jù)中挖掘重要規(guī)律。通過(guò)持續(xù)學(xué)習(xí)，這些算法可以自適應(yīng)地調(diào)整警報(bào)閾值，提升識(shí)別的精度和效率。對(duì)于異常情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地升級(jí)警報(bào)強(qiáng)度，并采取措施防止小問(wèn)題演變成大事故。為保障施工安全，應(yīng)該制定嚴(yán)格的監(jiān)控規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，建立起標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)整合流程。這些流程應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)行法規(guī)制度相協(xié)調(diào)，確保監(jiān)控技術(shù)的合法合規(guī)使用，不會(huì)對(duì)施工過(guò)程造成不便或干擾。地下洞室施工監(jiān)測(cè)是確保工程安全、優(yōu)化施工方案以及實(shí)(1)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與多模態(tài)技術(shù)的融合傳統(tǒng)的地下洞室施工監(jiān)測(cè)方法主要包括地面監(jiān)測(cè)、洞監(jiān)測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)等手段。地(2)多模態(tài)數(shù)據(jù)采集技術(shù)1.GPS/GNSS技術(shù)：全球定位系統(tǒng)/全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GPS/GNSS)是地面及洞內(nèi)位2.全站儀(TotalStation):全站儀是一種集光學(xué)、機(jī)械和電子技術(shù)于一體的測(cè)量監(jiān)測(cè)。是目前地下結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)(3)多模態(tài)數(shù)據(jù)融合與分析方法全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)信息。多模態(tài)數(shù)據(jù)融合方法主要包括以下幾種：1.數(shù)據(jù)層融合：數(shù)據(jù)層融合是指在數(shù)據(jù)采集階段即進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步融合，即將不同傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集和預(yù)處理。例如，可以將GPS/GNSS數(shù)據(jù)、全站儀數(shù)據(jù)和光纖傳感數(shù)據(jù)同時(shí)采集，并在采集過(guò)程中進(jìn)行時(shí)間同步和空間配準(zhǔn)。數(shù)據(jù)層融合的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠減少數(shù)據(jù)傳輸和處理的工作量，但要求不同傳感器的數(shù)據(jù)采集設(shè)備具有較高的同步性和兼容性。2.特征層融合：特征層融合是指在數(shù)據(jù)采集后，先對(duì)各個(gè)模態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，然后將提取的特征進(jìn)行融合。例如，可以從GPS/GNSS數(shù)據(jù)中提取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移特征，從全站儀數(shù)據(jù)中提取裂縫寬度特征，從光纖傳感數(shù)據(jù)中提取應(yīng)力和溫度特征，最后將這些特征進(jìn)行綜合分析。特征層融合的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠降低數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度，但要求特征提取方法具有較高的準(zhǔn)確性和魯棒性。3.決策層融合：決策層融合是指在各個(gè)模態(tài)的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行決策后，再進(jìn)行綜合決策。例如，可以對(duì)GPS/GNSS數(shù)據(jù)、全站儀數(shù)據(jù)和光纖傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行分別處理，得到各自的變形、位移和應(yīng)力等監(jiān)測(cè)結(jié)果，最后將這些決策結(jié)果進(jìn)行綜合分析，得出最終的安全評(píng)價(jià)結(jié)論。決策層融合的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用各個(gè)模態(tài)數(shù)據(jù)的信息，但其決策過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要較高的數(shù)據(jù)處理和分析能力。(4)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)validation與預(yù)警為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，需要對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證。數(shù)據(jù)驗(yàn)證可以通過(guò)以下幾種方法進(jìn)行：1.交叉驗(yàn)證：通過(guò)不同監(jiān)測(cè)方法對(duì)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比分析不同監(jiān)測(cè)方法的結(jié)果，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如，可以通過(guò)GPS/GNSS數(shù)據(jù)與全站儀數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，以檢測(cè)洞內(nèi)位移監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。2.統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證：通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法，如方差分析、相關(guān)分析等，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的合理性。例如，可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的趨勢(shì)和異常值，以檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。3.模型驗(yàn)證：通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，如有限元模型、數(shù)值模擬模型等，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和驗(yàn)證。例如，可以通過(guò)建立洞室圍巖的有限元模型，模擬洞室開(kāi)挖過(guò)程中的應(yīng)力分布和變形情況，以驗(yàn)證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的合理性。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)警主要通過(guò)以下幾種方法進(jìn)行：1.閾值預(yù)警：設(shè)定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)閾值時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。例如，可以設(shè)定洞室圍巖的位移閾值為10mm,當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移超過(guò)10mm時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。2.趨勢(shì)預(yù)警：通過(guò)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間序列變化趨勢(shì)，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變形速率或變形量超過(guò)預(yù)測(cè)值時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。例如，可以通過(guò)分析洞室圍巖的位移時(shí)間序列數(shù)據(jù)，當(dāng)位移速率超過(guò)預(yù)測(cè)值時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。3.模型預(yù)警：通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，如時(shí)間序列模型、灰色預(yù)測(cè)模型等，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)預(yù)測(cè)值超過(guò)閾值時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。例如，可以通過(guò)建立洞室圍巖的位移時(shí)間序列模型，預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間的位移變化，當(dāng)預(yù)測(cè)位移超過(guò)閾值時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。通過(guò)上述監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下洞室施工過(guò)程的全面、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為工程安全提供可靠保障。同時(shí)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度和可靠性，為地下洞室施工的優(yōu)化和管理提供有力支持。監(jiān)測(cè)技術(shù)方法技術(shù)描述主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)法主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)術(shù)全球定位系統(tǒng)/全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，用于地面及洞內(nèi)位移監(jiān)測(cè)強(qiáng)受環(huán)境影響因素大全站儀儀器，用于洞內(nèi)點(diǎn)位移和裂縫監(jiān)測(cè)精度高、操作簡(jiǎn)便適合長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)光纖傳感技術(shù)用于應(yīng)力、變形監(jiān)測(cè)分布式、高精度設(shè)備成本較高術(shù)快速獲取洞室表面的高精度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)非接觸測(cè)量、掃設(shè)備成本較高無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)搭載高清攝像頭或?qū)I(yè)傳感器，實(shí)現(xiàn)洞室表面及周圍環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)范圍廣需要專業(yè)數(shù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行測(cè)量，但難以全面反映圍巖內(nèi)部變形及損傷的分布情況。這種數(shù)據(jù)采集的局限性導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果可能存在一定的片面性，難以對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期、準(zhǔn)確和全面的預(yù)警。通常情況下，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理與分析技術(shù)在復(fù)雜度上也相對(duì)簡(jiǎn)單，多采用統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)程曲線對(duì)比或簡(jiǎn)單的極限判斷等方法。雖然這些方法在特定的條件下能夠提供有價(jià)值的信息，但面對(duì)數(shù)據(jù)量大、維度高、強(qiáng)相關(guān)性的現(xiàn)代監(jiān)測(cè)需求，其局限性日益凸顯。此外由于缺乏有效的多源信息關(guān)聯(lián)機(jī)制，難以實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)數(shù)據(jù)的深度挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)。這不僅影響了監(jiān)測(cè)信息的綜合利用效率，也限制了基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋的施工決策智能化水平。為了克服傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的上述不足，研究者們開(kāi)始探索將多種信息采集手段(如視覺(jué)傳感、溫度傳感、振動(dòng)傳感等)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)整合與分析技術(shù)相結(jié)合的新型監(jiān)測(cè)策略。以下簡(jiǎn)要介紹幾種典型的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法和其代表技術(shù)。常見(jiàn)的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法包括但不限于：點(diǎn)式監(jiān)測(cè)、儀表監(jiān)測(cè)、量測(cè)斷面法以及系統(tǒng)監(jiān)測(cè)等?！颈怼扛爬诉@些傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的基本特點(diǎn)?！瘛颈怼總鹘y(tǒng)監(jiān)測(cè)方法及其特點(diǎn)監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)對(duì)象點(diǎn)主要用途局限性點(diǎn)式監(jiān)測(cè)位移計(jì)、應(yīng)變計(jì)、傾斜儀、鋼筋計(jì)、測(cè)縫計(jì)等某個(gè)特定點(diǎn)或小范圍的變形/應(yīng)力局部態(tài)反映整體場(chǎng)分布儀表監(jiān)測(cè)計(jì)的專用傳感器和圍巖應(yīng)力、溫通常是單一模監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)對(duì)象點(diǎn)主要用途局限性態(tài)短期監(jiān)測(cè)工程量量測(cè)斷面法在洞室周邊沿指定深度布置傳感器陣列洞周巖體在深度方向的變形分布分層獲取洞室周的空間分布布設(shè)成本較高，測(cè)量點(diǎn)有限，空間信息不連續(xù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)合使用多種傳感器工程整體安全狀態(tài)綜合性實(shí)現(xiàn)對(duì)工程安全的系統(tǒng)性評(píng)估系統(tǒng)復(fù)雜性高，成本投入大，數(shù)據(jù)處理難度亦隨之增加從【表】中可以看出，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法雖然各有側(cè)重，但在數(shù)據(jù)采集的廣度、深度進(jìn)行，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的深度挖掘。更具體地說(shuō)，假設(shè)我們使用n個(gè)不同類型的傳感器(模態(tài))安裝在k個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，進(jìn)行t次時(shí)間采樣，傳統(tǒng)方法難以有效處理這種nxkxt維度的復(fù)雜數(shù)據(jù)。理論上，多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合能夠提供更全面、更立2.2新型監(jiān)測(cè)技術(shù)隨著傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)以及人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，地下洞室施工監(jiān)測(cè)技術(shù)正經(jīng)歷著深刻的變革。除了傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段(如引張線、水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀等),近年來(lái)涌現(xiàn)出一系列基于新型技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法，這些技術(shù)能夠提供更全面、實(shí)(1)雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)(InSAR)合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar,SAR)干涉測(cè)量技術(shù)，簡(jiǎn)稱InSAR,形變(毫米級(jí)至厘米級(jí))的高精度監(jiān)測(cè)技術(shù)。其基本原理是利用SAR影像中相位信息對(duì)相較于傳統(tǒng)Ground-PenetratingRadar(GPR),InSAR技術(shù)具有以下幾個(gè)顯著保相位失真等因素干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，常采用差分干涉測(cè)量技術(shù)(D-InSAR)或PersistentScattererInterferometry(PS-InSAR)等方法來(lái)削弱這些誤差源的影響。SAR系統(tǒng)參數(shù)衛(wèi)星/系統(tǒng)型號(hào)角分辨率(°)期(天)備注土地覆蓋雷達(dá)一號(hào)離),30m(距離)極高分辨率4SAR系統(tǒng)參數(shù)衛(wèi)星/系統(tǒng)型號(hào)角分辨率(°)期(天)備注(意大利)(距離)災(zāi)難監(jiān)測(cè)ALSat-2(日本)3m(距離)待定(平行)(2)微波傳感技術(shù)微波傳感技術(shù)是利用微波(波長(zhǎng)在1毫米到1米之間)與其傳播媒介相互作用的特性來(lái)探測(cè)和測(cè)量地表信息的遙感技術(shù)。其基本原理是測(cè)量微波電磁波在傳播路徑(或反射路徑)上發(fā)生的衰減、延時(shí)、相位變化、多普勒頻移等變化。·多普勒測(cè)速雷達(dá)：基于多普勒效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量連續(xù)微波脈沖回波間的多普勒頻移(3)光纖傳感技術(shù)光纖傳感技術(shù)是利用光在光纖中傳輸時(shí)，其傳輸特性(如光強(qiáng)、相位、頻率、偏振態(tài)等)會(huì)隨外界物理量(如溫度、應(yīng)變、壓力、位移等)的變化而發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)·分布式光纖傳感(分布式光纖溫度傳感DTS和分布式光纖應(yīng)變傳感’){DSS:主要基于拉曼散射譜位移(RDS)與應(yīng)變相關(guān)的原理。通過(guò)測(cè)量光纖中拉曼散度場(chǎng)變化和整體變形趨勢(shì)控制，例如深埋洞室預(yù)熱/降溫纖)常數(shù)，vo,vo'為參考溫度/應(yīng)變下·點(diǎn)式光纖傳感器：如MFC(光纖布拉格光柵FBG)、PRT波長(zhǎng))處才會(huì)發(fā)生反射。通過(guò)解調(diào)反射光波長(zhǎng)，可以精確讀測(cè)到傳感器所在位置適用于關(guān)鍵部位(如支架節(jié)點(diǎn)、錨桿位置)的應(yīng)力或溫度集中監(jiān)測(cè)。(4)全站儀及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)·自動(dòng)化全站儀/機(jī)器人系統(tǒng)：通過(guò)集成自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別(ATO)、自動(dòng)跟蹤(AT)技術(shù)和機(jī)器人定位系統(tǒng)(如VRS虛擬參考站系統(tǒng)),實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)測(cè)點(diǎn)的自動(dòng)掃描和角·分布式光纖傳感網(wǎng)絡(luò)：將大量點(diǎn)式傳感器(如FBG)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)(如內(nèi)容),再結(jié)合數(shù)據(jù)采集與解調(diào)系統(tǒng)，可以構(gòu)建起覆蓋洞室洞身、地表乃至周邊高密度、高精度的多維度數(shù)據(jù)，為后續(xù)多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合與分析奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。1.表格占位符：文中標(biāo)記了此處省略表格的位置，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需替換為具體的系統(tǒng)參數(shù)表格。2.公式占位符：文中標(biāo)記了此處省略公式的位置，實(shí)際公式形式可能根據(jù)具體文獻(xiàn)引用有所調(diào)整。公式下方也標(biāo)記了“方程1”和“方程2”以作參考。3.內(nèi)容占位符：文中提到了“內(nèi)容”,系指分布式光纖傳感網(wǎng)絡(luò)示意內(nèi)容，但如您要求，未包含內(nèi)容片本身。在地下洞室施工的嚴(yán)峻環(huán)境中，獲取精確且全面的施工數(shù)據(jù)對(duì)于保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度至關(guān)重要。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)發(fā)揮著橋梁作用，將不同類型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(例如地質(zhì)數(shù)據(jù)、地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、施工設(shè)備數(shù)據(jù)等)有效綜合起來(lái)，提供全面且準(zhǔn)確的信息支持。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的核心原理包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與格式統(tǒng)一、數(shù)據(jù)融合算法、及增量學(xué)習(xí)等技術(shù)。首先將不同數(shù)據(jù)源采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和轉(zhuǎn)換，使之成為可比較的格式。接下來(lái)通過(guò)采用如卡爾曼濾波、小波變換、模糊數(shù)學(xué)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將多種數(shù)據(jù)進(jìn)行了非凡的綜合處理。此方法不僅提升了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，還在一定程度上消除了采樣與數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的誤差。在實(shí)際應(yīng)用中，這些技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)地升級(jí)預(yù)災(zāi)預(yù)警模型，并在施工過(guò)程中不斷吸收新數(shù)據(jù)。比如，施工前后進(jìn)行地質(zhì)勘探，收集鉆孔數(shù)據(jù)和物理參數(shù)，將其與施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，即時(shí)更新地質(zhì)模型分析。這樣的操作不僅優(yōu)化了施工策略，也為施工安全警示提供了充足的依據(jù)(見(jiàn)下表)。值得注意的是，不同模態(tài)的數(shù)據(jù)所反映的物理現(xiàn)象及其信例如，地表位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(如GNSS定位數(shù)據(jù))主要反映洞室頂板及地表的宏觀變形趨監(jiān)測(cè)模態(tài)采集原段主要監(jiān)測(cè)信息維度時(shí)間/空間分辨率優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)潛在局限監(jiān)測(cè)模態(tài)采集原段主要監(jiān)測(cè)信息維度時(shí)間/空間分辨率優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)潛在局限收地表/圍巖位移3D空間坐標(biāo)中/長(zhǎng)，點(diǎn)狀宏觀趨勢(shì)易受遮擋，初期設(shè)置復(fù)雜雷達(dá)干涉一定范圍地表/圍巖形變變場(chǎng)高分辨率(米級(jí))動(dòng)態(tài)形變監(jiān)測(cè)，大面積覆蓋需外部基準(zhǔn)站，受衛(wèi)星幾何限制傾角傳感器振動(dòng)擺動(dòng)圍巖/支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜斜角中，點(diǎn)狀簡(jiǎn)潔直觀，反應(yīng)局部變形靈敏度受安裝影響，易受沖擊電阻應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力/應(yīng)變低/中，點(diǎn)狀直接反映支護(hù)受力狀態(tài)需定期標(biāo)定微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)與定位圍巖破裂活動(dòng)能量/震源件驅(qū)動(dòng)定量評(píng)估圍巖穩(wěn)定性破壞程度震源定位精度有限爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)響應(yīng)圍巖動(dòng)力響應(yīng)度，頻率短，多點(diǎn)分布振動(dòng)影響范圍評(píng)估易受場(chǎng)地條件影響滲壓計(jì)液體壓力平衡地下水壓力變化壓力監(jiān)測(cè)圍巖水壓力變化能否反映流場(chǎng)復(fù)雜流動(dòng)狀態(tài)紅外熱成像溫度輻異常滲漏溫度分布中，面狀快速定性發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)易受環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)模態(tài)采集原段主要監(jiān)測(cè)信息維度時(shí)間/空間分辨率優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)潛在局限常區(qū)域從信息融合的角度來(lái)看，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合策略主要涵蓋數(shù)據(jù)層、特征層和決策層三個(gè)融合層次[1]。數(shù)據(jù)層融合，即對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行直接拼接或?qū)R處理，側(cè)重于坐標(biāo)系征層融合，則致力于提取各模態(tài)數(shù)據(jù)的顯著特征(如位移速率、傾角變化率、主應(yīng)力方向等),并基于這些特征向量進(jìn)行加權(quán)合成或聚類分析，旨在挖掘數(shù)據(jù)深層次關(guān)聯(lián)，降智能判斷[2]。如公式(1)所示，是特征層融合中一種簡(jiǎn)化的加權(quán)合成示例，其中X_i代表第i個(gè)監(jiān)測(cè)模態(tài)的特征向量，w_i為其相對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。權(quán)重系數(shù)w_i的確定是特征層融合的關(guān)鍵，常見(jiàn)的確定方法包括專家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估法、統(tǒng)計(jì)分析法(如熵權(quán)法、主成分分析法)以及基于學(xué)習(xí)算法(如支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))需根據(jù)具體的工程場(chǎng)景、監(jiān)測(cè)目標(biāo)以及數(shù)據(jù)質(zhì)量特征進(jìn)行技術(shù)路線的選擇。文獻(xiàn)[1,2]支持。在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)指的是將多種監(jiān)測(cè)手段(如地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探測(cè)、位移監(jiān)測(cè)等)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下洞室施工過(guò)程的全面監(jiān)控和評(píng)估。在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，數(shù)據(jù)整合具有以下重要意義：1.提高監(jiān)測(cè)效率與準(zhǔn)確性：通過(guò)整合多種數(shù)據(jù)源，可以獲取更全面、更準(zhǔn)確的信息，減少數(shù)據(jù)誤差和遺漏，提高監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。2.輔助決策支持：整合后的數(shù)據(jù)能夠?yàn)槭┕Q策提供更可靠的依據(jù)，幫助工程師識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化施工方案。3.實(shí)現(xiàn)信息共享與協(xié)同工作：數(shù)據(jù)整合有助于實(shí)現(xiàn)不同部門、不同團(tuán)隊(duì)之間的信息共享和協(xié)同工作，提高施工過(guò)程中的溝通效率。4.優(yōu)化資源配置：通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以更好地了解施工過(guò)程中的資源需求，從而優(yōu)化資源配置，降低成本。數(shù)據(jù)整合不僅是技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，更是提高地下洞室施工監(jiān)測(cè)水平、保障施工安全的重要手段。通過(guò)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)，我們可以更全面地了解地下洞室的施工狀況，為施工過(guò)程的優(yōu)化和決策提供有力支持。在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。該技術(shù)旨在將來(lái)自不同傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合，以提供更全面、準(zhǔn)確的洞室狀態(tài)評(píng)估。數(shù)據(jù)整合的核心在于利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合算法，對(duì)來(lái)自多種模態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取、相似度匹配和誤差校正?！駭?shù)據(jù)預(yù)處理與特征提取●相似度匹配與誤差校正●數(shù)據(jù)融合算法與應(yīng)用在多模態(tài)數(shù)據(jù)整合中，常用的融合算法包括加權(quán)平均法、主成分分析(PCA)、小波(1)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理數(shù)據(jù)采集是整合流程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)(如應(yīng)變計(jì)、測(cè)斜儀、激光掃描儀等)實(shí)時(shí)獲取地下洞室的形變、應(yīng)力、位移等多模態(tài)數(shù)據(jù)。由于不同來(lái)源數(shù)據(jù)存在格式差異(如時(shí)間戳不統(tǒng)一、采樣率不同),需進(jìn)行預(yù)處理以消除噪聲和冗余。具體步驟●數(shù)據(jù)清洗：剔除異常值(如公式(1)所示，通過(guò)3o準(zhǔn)則識(shí)別離群點(diǎn)):其中(x;)為數(shù)據(jù)點(diǎn)，(μ)為均值，(a)為標(biāo)準(zhǔn)差?！駭?shù)據(jù)對(duì)齊：采用時(shí)間插值或空間配準(zhǔn)技術(shù)，確保不同模態(tài)數(shù)據(jù)在時(shí)空維度上的一致性。(2)特征提取與表示為降低數(shù)據(jù)維度并提取關(guān)鍵信息，需從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取特征。例如，通過(guò)小波變換分析振動(dòng)信號(hào)的頻域特征，或利用主成分分析(PCA)壓縮多傳感器數(shù)據(jù)(見(jiàn)【表】)?！瘛颈怼慷嗄B(tài)數(shù)據(jù)特征提取方法示例數(shù)據(jù)類型形變數(shù)據(jù)時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析振動(dòng)數(shù)據(jù)小波變換能量分布、主頻內(nèi)容像數(shù)據(jù)邊緣檢測(cè)(Canny算法)輪廓向量、紋理特征(3)數(shù)據(jù)融合與建?；谔卣鞅硎?，采用多模態(tài)融合算法(如卡爾曼濾波、深度學(xué)習(xí)模型)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同分析。以卡爾曼濾波為例，其狀態(tài)更新過(guò)程如公式(2)所示：可有效整合不同傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，提升監(jiān)測(cè)精度。(4)結(jié)果輸出與可視化最終融合結(jié)果以可解釋的形式輸出，如三維形變GIS或BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的直觀展示，為施工動(dòng)態(tài)調(diào)整提保障人員和設(shè)備的安全。4.優(yōu)化施工方案：通過(guò)對(duì)比不同監(jiān)測(cè)方案的效果，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)可以幫助工程師選擇最優(yōu)的施工方案。這不僅可以降低施工成本，還可以提高施工效率，縮短工期。5.長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與評(píng)估：在施工完成后，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)還可以用于對(duì)地下洞室的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和評(píng)估。通過(guò)定期采集數(shù)據(jù)，可以了解洞室的穩(wěn)定性和安全性，為未來(lái)的維護(hù)和管理提供參考依據(jù)。多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它不僅可以提高監(jiān)測(cè)精度和效率，還可以為施工決策提供科學(xué)依據(jù)，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化施工方案，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與評(píng)估。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信未來(lái)地下洞室施工監(jiān)測(cè)將更加智能化、精準(zhǔn)化和高效化。在本節(jié)中，我們將重點(diǎn)介紹地下洞室施工監(jiān)測(cè)中多模態(tài)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理的詳細(xì)流程和方法。多模態(tài)數(shù)據(jù)是指通過(guò)不同傳感器或技術(shù)獲取的多維度信息，包括但不限于地質(zhì)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、結(jié)構(gòu)響應(yīng)等。數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高監(jiān)測(cè)效率和準(zhǔn)確性至關(guān)重要的第一步。(1)地質(zhì)數(shù)據(jù)采集地質(zhì)數(shù)據(jù)是地下洞室施工的安全監(jiān)控中不可或缺的信息，其中主要包括巖土力學(xué)參數(shù)、結(jié)構(gòu)位置與形狀信息等。地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集主要通過(guò)非接觸式和接觸式地探技術(shù)，例如地質(zhì)雷達(dá)和鉆探采樣方法。地質(zhì)雷達(dá)可用于探測(cè)地下巖體結(jié)構(gòu)、裂隙分布、含水層位置等，其結(jié)果通常以地質(zhì)剖面內(nèi)容的形式展示。而鉆探采樣則直接從鉆孔中收集巖土樣本以進(jìn)行室內(nèi)分析，確定材料性質(zhì)如密度、壓縮性等。(2)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)(3)結(jié)構(gòu)響應(yīng)記錄(4)數(shù)據(jù)預(yù)處理孔位編號(hào)孔位類型孔位名稱的距離12米出口地質(zhì)雷達(dá)孔位11米14米出口地質(zhì)鉆孔13米壓力傳感器入口巖體壓力點(diǎn)10米孔位編號(hào)孔位類型孔位名稱的距離壓力傳感器出口巖體壓力點(diǎn)9米上表為模擬地下洞室入口和出口處的多種探工程案例進(jìn)行深入剖析。該項(xiàng)目為一重要交通隧道工程，全長(zhǎng)約15公里，地質(zhì)條件復(fù)(1)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)來(lái)源2.爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)：通過(guò)布設(shè)加速度傳感器陣列，實(shí)時(shí)采集爆破作業(yè)產(chǎn)生的振動(dòng)信3.支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：在隧道初期支護(hù)和二次襯砌中布設(shè)鋼筋計(jì)、軸力計(jì)、應(yīng)變片等4.環(huán)境與水文監(jiān)測(cè)：部署溫濕度傳感器、氣體傳感器、水位計(jì)等，監(jiān)測(cè)洞內(nèi)空氣這些不同類型的監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)產(chǎn)生了具有不同特征的數(shù)據(jù)：監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和時(shí)間戳(空間-時(shí)間序列)、振動(dòng)波形(時(shí)序-物理)、應(yīng)力/應(yīng)變數(shù)值(標(biāo)量-物理)、溫度/濕度讀數(shù)(標(biāo)量-物理)以及少量的人員巡檢記錄(文本-語(yǔ)義)。這些數(shù)據(jù)在類型、采樣頻率、(2)數(shù)據(jù)整合方法與流程速率、加速度、位移梯度等時(shí)空衍生特征。采用時(shí)間序列分析(如ARMA模型)和其中的關(guān)鍵信息詞(如異常事件描述)。假設(shè)從位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提取了特征向量X=(xpos,Ypos,Vx,Vy,ax,ay),從爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)提取了特征向量Y=(Apeak,fmainE),從應(yīng)力監(jiān)測(cè)提取了特征值s。原始特征向量可以表建立空間索引(如基于柵格或點(diǎn)云索引)和時(shí)間戳對(duì)齊機(jī)制，將不同模態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到同夠處理不確定性和不完全信息，適合整合不同來(lái)源的監(jiān)測(cè)證據(jù)。假設(shè)針對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)“A”,估證據(jù)(Bl與P1禁),記為Ey,Ey,E。DST融合規(guī)則如下：1.計(jì)算證據(jù)之間的交集(SeaofFaith)和交集權(quán)重。2.應(yīng)用標(biāo)量擴(kuò)展(ScalarExtension)合成規(guī)則，聚合各證據(jù)的信任函數(shù)(Bel)、懷疑函數(shù)(Pl)和非信度(Na):險(xiǎn)A的置信度。融合結(jié)果Belfinal,Plfina提供了對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)“A”失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的更全面、更可靠的評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)到證據(jù)到知識(shí)的增值。3.整合信息表達(dá)與可視化：融合后生成的證據(jù)體不僅包含融合后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，還保留了原始信息的部分特征和不確定性度量。最后通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)信息模型，將融合結(jié)果以風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、異常告警、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等易于理解的形式進(jìn)行表達(dá)，并通過(guò)二維/三維可視化平臺(tái)進(jìn)行展示，輔助現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行及時(shí)的決策與安全預(yù)警。(3)結(jié)果分析與討論通過(guò)對(duì)該隧道工程實(shí)施多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工過(guò)程中圍巖穩(wěn)定性狀況的更全面、精準(zhǔn)的評(píng)估。與單一模態(tài)數(shù)據(jù)分析相比，融合分析能夠有效克服數(shù)據(jù)孤島的局限，提供更豐富的信息維度。例如：·異常識(shí)別更準(zhǔn)：當(dāng)位移監(jiān)測(cè)顯示局部微小隆起，同時(shí)伴有鄰近爆破區(qū)域振動(dòng)超過(guò)閾值且支護(hù)應(yīng)力出現(xiàn)異常增大，融合分析能綜合判定該區(qū)域存在顯著失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，比單一指標(biāo)觸發(fā)預(yù)警更為可靠?！駲C(jī)理理解更深：通過(guò)關(guān)聯(lián)分析不同模態(tài)數(shù)據(jù)的變化序列，可以更深入地揭示圍巖響應(yīng)機(jī)制，如分析爆破振動(dòng)對(duì)特定區(qū)域位移累積的影響程度。及融合模型的適配性。此外如何合理確定各證據(jù)(來(lái)源)的權(quán)重，以及如何有效處理融(一)研究區(qū)域概況與監(jiān)測(cè)方案1.項(xiàng)目概況隧道。隧道全長(zhǎng)XX公里，其中部分區(qū)段穿越厚層砂頁(yè)巖互層，并緊鄰一處不良地質(zhì)構(gòu)造帶。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，該區(qū)域存在潛在的巖體松弛、局部坍塌及地面沉降等風(fēng)2.多模態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)利用布里淵頻移分析技術(shù)(BFSA)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圍巖和初期支護(hù)的應(yīng)變變化。布設(shè)點(diǎn)度的圍巖應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)(鋼支撐、錨桿)的受力狀態(tài)?！癯两祱?chǎng)監(jiān)測(cè)：在隧道上方地表布設(shè)精密水●環(huán)境因素監(jiān)測(cè)：在隧道內(nèi)布設(shè)溫濕度傳感器、CO?傳感器等，監(jiān)測(cè)施工環(huán)境參(二)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理1.統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)：為不同類型的監(jiān)測(cè)設(shè)備(光纖傳感、位移計(jì)、應(yīng)力計(jì)、傳感器等)制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集頻率(如分鐘級(jí)或小時(shí)級(jí))和編碼規(guī)則，確保數(shù)2.數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)：采用無(wú)線或有線方式將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)傳輸至構(gòu)化存儲(chǔ)，建立時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)，方便后續(xù)查詢與分析。部分原始數(shù)據(jù)(如高頻BFOS數(shù)據(jù))則采用分布式存儲(chǔ)。3.數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查、去噪、異常值剔除、時(shí)間戳同步等預(yù)對(duì)齊(例如，利用關(guān)聯(lián)的GPS時(shí)間戳)。對(duì)于應(yīng)力計(jì)等靜態(tài)量測(cè)設(shè)備，則需要進(jìn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)監(jiān)測(cè)模態(tài)儀器型號(hào)布設(shè)深備注拱頂0顯著變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)左側(cè)距開(kāi)挖應(yīng)變、位移3關(guān)鍵圍巖點(diǎn)右側(cè)距開(kāi)挖應(yīng)變、位移3關(guān)鍵圍巖點(diǎn)掛網(wǎng)區(qū)域應(yīng)變(錨桿)、收斂支護(hù)效果監(jiān)測(cè)地表距隧道口20m地表沉降、水平位移水準(zhǔn)儀、GPS/GNSS環(huán)境影響監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)監(jiān)測(cè)模態(tài)儀器型號(hào)布設(shè)深備注拱頂垂直應(yīng)力靜態(tài)應(yīng)力計(jì)2應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)SP01周邊圍巖內(nèi)部裂紋萌生與擴(kuò)展2圍巖穩(wěn)定性判據(jù)(三)多模態(tài)數(shù)據(jù)整合方法應(yīng)用基于前述數(shù)據(jù)預(yù)處理的結(jié)果，本實(shí)踐研究采用了多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的不同層級(jí)和方法，以挖掘數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，提升監(jiān)測(cè)信息的價(jià)值。主要應(yīng)用了以下幾種整合策略：1.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與同步整合：這是最基礎(chǔ)的一步，確保來(lái)自不同傳感器的時(shí)間序列數(shù)據(jù)在時(shí)間尺度上精確對(duì)齊。例如，將光纖傳感的應(yīng)變變化率與多點(diǎn)位移計(jì)的位移速率進(jìn)行時(shí)間同步，將應(yīng)力計(jì)的讀數(shù)與對(duì)應(yīng)點(diǎn)的收斂數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)物理量之間的直接比對(duì)分析。同步整合對(duì)于構(gòu)建多物理場(chǎng)耦合關(guān)系模型至關(guān)重要。2.特征提取與多模態(tài)特征融合：針對(duì)原始的高維監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提取具有代表性的特征，再將不同模態(tài)的特征進(jìn)行融合?！?yīng)變與位移關(guān)聯(lián)特征：計(jì)算特定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的軸向應(yīng)變變化量與其對(duì)應(yīng)的收斂速率之間的比值或相關(guān)系數(shù)，作為衡量圍巖變形模式和剛度的綜合指標(biāo)。設(shè)ε(t)為應(yīng)變時(shí)間序列，v(t)為對(duì)應(yīng)收斂速率時(shí)間序列，則可定義一個(gè)關(guān)聯(lián)特征因子：C(t)=Corr[ε(t),v(t)]或C(t)=cov[ε(t),v(t)]/(o_ε其中Corr表示相關(guān)系數(shù)，cov表示協(xié)方差，0_ε和o_v分別為e(t)和v(t)支持向量機(jī)(SVM)或隨機(jī)森林(RandomForest),輸入特征可以是前述的C(t)、應(yīng)變速率閾值、位移速率等，輸出為圍巖安全狀態(tài)等級(jí)(安全、警戒、危險(xiǎn))。Safety_Level(t)=f_RandomForest([C(t),△v(其中△v(t)為近期位移速率變化，o(t)為應(yīng)力值，AE_rate(t)為單位時(shí)間內(nèi)·變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)：采用長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)或循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN),輸入整[Signal_N(t-k),..,Sig(四)整合結(jié)果分析與管理息：時(shí)間(Time)、空間(Space)、物理屬性(Physics)和狀態(tài)(State)?？焖侔l(fā)展，對(duì)應(yīng)收變形影響不顯著,則提示可能存在潛在的整體失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)或地表加強(qiáng)關(guān)注。應(yīng)力-應(yīng)變特征分析揭示了支護(hù)參數(shù)(錨桿預(yù)緊力、噴射混凝土厚度)●數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型提供了預(yù)測(cè)與預(yù)警依據(jù)：基于多模態(tài)特征的穩(wěn)定性判別模型，準(zhǔn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)整合分析主要依據(jù)判別因子變化趨勢(shì)穩(wěn)定性評(píng)估預(yù)警級(jí)別實(shí)際后續(xù)事件收斂加速，AE計(jì)數(shù)率略增，地顯著警戒短期內(nèi)位移時(shí)間節(jié)點(diǎn)整合分析主要依據(jù)判別因子變化趨勢(shì)穩(wěn)定性評(píng)估預(yù)警級(jí)別實(shí)際后續(xù)事件月X日下降速率進(jìn)一步增大202X年X月X日收斂速率失控，應(yīng)力計(jì)讀數(shù)下降，LSTM預(yù)測(cè)位移將持續(xù)加速極顯著危險(xiǎn)被迫采取臨時(shí)加固措施后趨緩202X年X月X日后下降后趨于穩(wěn)定警戒/安全恢復(fù)穩(wěn)定2.數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的應(yīng)用：態(tài)展示不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形、應(yīng)力、聲發(fā)射活動(dòng)等整合3D隧道模型上疊加顯示位移矢量場(chǎng)、應(yīng)力云內(nèi)容以及從光纖中提取的應(yīng)變梯度(五)研究結(jié)論與展望本實(shí)踐研究成功將所構(gòu)建的多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)應(yīng)用2.結(jié)合機(jī)理模型：將多模態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析后，應(yīng)用于建立或驗(yàn)證基于物理機(jī)理的數(shù)值模型(如有限元模型),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模型計(jì)算結(jié)果的互饋，形3.大數(shù)據(jù)與云計(jì)算：隨著監(jiān)測(cè)規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)量將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。需要進(jìn)一步4.多源信息融合拓展：探索將無(wú)人機(jī)影像、三維激光掃描數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控信息等(1)數(shù)據(jù)源識(shí)別與分類(2)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與接口協(xié)議●數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化：借鑒或遵循相關(guān)的國(guó)際/國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T31076-2014metadata》等),對(duì)時(shí)間戳(遵循UTC或北京時(shí)間并注明時(shí)區(qū))、數(shù)值類型(如浮點(diǎn)數(shù)精度)、單位、坐標(biāo)系統(tǒng)(如采用國(guó)家或工程局設(shè)定的坐標(biāo)系及高程基準(zhǔn))、 準(zhǔn)化是理解和使用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，可參照ISO19115/19119標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行元數(shù)據(jù)管感器),具有發(fā)布/訂閱模式，靈活可靠。提供的特定協(xié)議，需進(jìn)行適配開(kāi)發(fā)。統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口(如內(nèi)容形化監(jiān)測(cè)與控制接口)是發(fā)展趨勢(shì)。(3)數(shù)據(jù)傳輸策略·實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)傳輸：對(duì)于關(guān)鍵安全指標(biāo)(如圍巖大變形、應(yīng)力突變、爆破限報(bào)警等),要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)或近乎實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，以便及時(shí)預(yù)警?！し菍?shí)時(shí)批量傳輸：對(duì)于一些變化相對(duì)緩慢或數(shù)據(jù)量大的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(如長(zhǎng)期位移累計(jì)、溫濕度變化曲線等),可設(shè)置周期性(如每小時(shí)、每天)自動(dòng)打包傳輸，或在特定時(shí)間點(diǎn)(如設(shè)備標(biāo)定后、非工作時(shí)間)進(jìn)行傳輸，以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源。用無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)或此處省略區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)傳輸?shù)聂敯粜浴?4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理 (如SSD),用于快速查詢和分析；歷史數(shù)據(jù)和低頻數(shù)據(jù)存放于容量層(如HDD、分布式文件系統(tǒng)),進(jìn)行長(zhǎng)期保存?？蛇x用對(duì)象存儲(chǔ)(如Ceph、MinIO)或分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(如InfluxDB,擅長(zhǎng)時(shí)序數(shù)據(jù))?！駮r(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)(Time-SeriesDatabase,TSDB):如InfluxDB、TimescaleDB,專數(shù)據(jù)模型、索引和查詢語(yǔ)言(如Flux)能有效支持高頻數(shù)據(jù)的高效讀寫和復(fù)雜·文件系統(tǒng)：對(duì)于非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)(如內(nèi)容像、點(diǎn)云、原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)流),可存儲(chǔ)在分布式文件系統(tǒng)或?qū)ο蟠鎯?chǔ)中。(5)數(shù)據(jù)融合與處理密集布設(shè)獲取空間分布信息。多源內(nèi)容像/點(diǎn)云數(shù)據(jù)可通過(guò)配準(zhǔn)、拼接、濾波等·特征層融合：提取各傳感器數(shù)據(jù)的特征(如振動(dòng)的主頻、位移曲線的斜率),然后進(jìn)行融合分析。常用方法有加權(quán)平均、證據(jù)理論、模糊邏輯等?！Q策層融合：各傳感器或子系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行狀態(tài)判斷或趨勢(shì)預(yù)測(cè)，然后依據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行最終決策融合?？梢岳秘惾~斯網(wǎng)絡(luò)等方法。●數(shù)據(jù)分析與挖掘：融合后的數(shù)據(jù)需進(jìn)一步應(yīng)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)：·閾值判斷與預(yù)警：根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo)設(shè)置預(yù)警閾值，實(shí)現(xiàn)早期安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。公式示例：●趨勢(shì)分析：分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，判斷圍巖變形、應(yīng)力釋放等規(guī)律?！裣嚓P(guān)性分析：探究不同監(jiān)測(cè)量(如位移與應(yīng)力、爆破振動(dòng)與開(kāi)裂)之間的內(nèi)在聯(lián)系?！駭?shù)值模擬對(duì)比：將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與有限元或有限差分?jǐn)?shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性與可靠性。通過(guò)上述數(shù)據(jù)整合方案設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒎稚⒃诟鱾€(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多模態(tài)數(shù)據(jù)有效匯聚、規(guī)范化處理，并轉(zhuǎn)化為對(duì)洞室施工安全與質(zhì)量控制有價(jià)值的信息，為科學(xué)決策提供有力支撐。方案的落實(shí)需要先進(jìn)的軟硬件平臺(tái)、規(guī)范化的流程以及專業(yè)的數(shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)協(xié)同配合。1.1數(shù)據(jù)來(lái)源識(shí)別與分類在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，多模態(tài)數(shù)據(jù)整合技術(shù)的應(yīng)用首先要明確數(shù)據(jù)的來(lái)源及其分類。施工監(jiān)測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)類型多樣，涵蓋了結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)、環(huán)境變化以及施工活動(dòng)等多個(gè)方面。這些數(shù)據(jù)來(lái)源可以分為兩大類：直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和間接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。(1)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是指通過(guò)專門布置在洞室關(guān)鍵部位的傳感器直接采集到的數(shù)據(jù)，它們能夠?qū)崟r(shí)反映洞室結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度和加速度等力學(xué)響應(yīng)。這類數(shù)據(jù)主要包括以下幾種類型：1.結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：通過(guò)布設(shè)在洞室襯砌或圍巖中的光纖光柵(FBG)、分布式光纖傳感系統(tǒng)(DFOS)和應(yīng)變片等傳感器采集的應(yīng)變和溫度數(shù)據(jù)。2.位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：采用全球定位系統(tǒng)(GPS)、全站儀(TotalStation)和激光掃描儀等設(shè)備對(duì)洞室表面的位移進(jìn)行測(cè)量。3.加速度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：通過(guò)加速度傳感器測(cè)量洞室結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和振幅，評(píng)估施工活動(dòng)的振動(dòng)影響。直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間序列可以表示為：X(t)={x?(t),x?(t),…,x其中x(t)表示第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在時(shí)間t的監(jiān)測(cè)值，n為監(jiān)測(cè)點(diǎn)總數(shù)。(2)間接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)間接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是指通過(guò)分析施工環(huán)境參數(shù)間接反映洞室結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)包括洞室周圍的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)信息以及施工活動(dòng)的影響等。主要類型有：1.地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)(GPR)、探地雷達(dá)(ERT)和地聲監(jiān)測(cè)等手段獲取的圍巖地質(zhì)參數(shù)。2.水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：利用水位傳感器和流量計(jì)等設(shè)備監(jiān)測(cè)洞室附近的地表水和地下水水位變化。3.施工活動(dòng)數(shù)據(jù)：通過(guò)視頻監(jiān)控和施工進(jìn)度記錄等手段采集的施工活動(dòng)信息。間接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式和時(shí)間尺度上可能存在差異，因此需要進(jìn)行統(tǒng)一格式的轉(zhuǎn)換和處理。為了更好地展示數(shù)據(jù)來(lái)源的分類情況，可以參考【表】所示的數(shù)據(jù)來(lái)源分類表：數(shù)據(jù)類型子類型監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)格式直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)變和溫度監(jiān)測(cè)光纖光柵(FBG)時(shí)間序列位移監(jiān)測(cè)全站儀(TotalStation)加速度監(jiān)測(cè)時(shí)間序列間接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)地質(zhì)監(jiān)測(cè)地質(zhì)雷達(dá)(GPR)2D/3D內(nèi)容像水文監(jiān)測(cè)水位傳感器時(shí)間序列施工活動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)地識(shí)別和分類數(shù)據(jù)來(lái)源，可以為后續(xù)的多模態(tài)數(shù)據(jù)礎(chǔ)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。在地下洞室施工監(jiān)測(cè)中，數(shù)據(jù)整合策略的制定是確保監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性與操作高效性的關(guān)鍵。根據(jù)項(xiàng)目需求，以下詳細(xì)闡述地下洞室施工中數(shù)據(jù)整合的具體策略：數(shù)據(jù)的多源性和異構(gòu)性要求在整合過(guò)程中需采取統(tǒng)一的格式標(biāo)準(zhǔn)。例如，根據(jù)工藝類型將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分多個(gè)類別，如地質(zhì)變化、結(jié)構(gòu)狀態(tài)、施工進(jìn)度等。以下是幾種主要的數(shù)據(jù)整合策略：1.數(shù)據(jù)分類與標(biāo)準(zhǔn)化：根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的類別將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的格式和單位轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。2.數(shù)據(jù)清洗與篩選：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除因設(shè)備錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤或其他干擾因素產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。3.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與模型匹配：選擇合適的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法和模型，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，使得不同來(lái)源的數(shù)據(jù)可以按照預(yù)訂格式進(jìn)行存儲(chǔ)，便于后續(xù)的整合與分析。4.數(shù)據(jù)同步與觸發(fā)機(jī)制：設(shè)立實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)同步機(jī)制，定期更新數(shù)據(jù)；并引入數(shù)據(jù)的自動(dòng)觸發(fā)機(jī)制，以應(yīng)對(duì)意外情況下的數(shù)據(jù)突發(fā)性增加，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。5.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合：利用多模態(tài)數(shù)據(jù)融合算法，如時(shí)間同步、數(shù)據(jù)融合、融合模型等方法將多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)整合在一起。例如，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行提取與比對(duì)，從而構(gòu)建更為全面可靠的數(shù)據(jù)模型。6.數(shù)據(jù)可視化與集成：采用數(shù)據(jù)可視化工具將各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以內(nèi)容表形式展示出來(lái)，幫助工作人員直觀理解數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，同時(shí)在特定位置集成展示區(qū)，使得綜合數(shù)通過(guò)對(duì)地下洞室施工監(jiān)測(cè)中的多模態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)施系統(tǒng)化的整合策略，可以有效保障數(shù)據(jù)的質(zhì)量與效率，為洞室施工的規(guī)劃、執(zhí)行和風(fēng)險(xiǎn)管理提供強(qiáng)有力的支持。(1)整體流程概述為實(shí)現(xiàn)對(duì)地下洞室施工過(guò)程的多模態(tài)數(shù)據(jù)的有效管理與利用，本研究構(gòu)建了一套系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)整合流程。該流程涵蓋了數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、融合分析及可視化呈現(xiàn)等多個(gè)關(guān)鍵階段，旨在通過(guò)科學(xué)合理的數(shù)據(jù)處理手段，提升施工監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度和時(shí)效性。整體流程按照“數(shù)據(jù)獲取一預(yù)處理清洗一特征提取一多模態(tài)融合一時(shí)空分析一結(jié)果可視化”的邏輯順序展開(kāi)，形成一個(gè)閉環(huán)的監(jiān)測(cè)與管理閉環(huán)，確保施工安全與工程質(zhì)量。具體流程如內(nèi)容所示。(2)各階段詳細(xì)設(shè)計(jì)1.數(shù)據(jù)采集與初步存儲(chǔ)此階段負(fù)責(zé)從各類監(jiān)測(cè)設(shè)備與系統(tǒng)中實(shí)時(shí)或定期獲取多模態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、內(nèi)部位移傳感器、圍巖應(yīng)力計(jì)、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)站以及無(wú)人機(jī)影像采集系統(tǒng)等。采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集終端傳輸至中心服務(wù)器，通過(guò)哈希算法生成唯一標(biāo)識(shí)，記錄采集時(shí)間、設(shè)備ID和數(shù)據(jù)類型后初步存儲(chǔ)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。初步存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如【表】所示。●【表】數(shù)據(jù)初步存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表說(shuō)明數(shù)據(jù)類型備注唯一標(biāo)識(shí)字符串?dāng)?shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)字符串設(shè)備編碼時(shí)間戳精確到毫秒數(shù)據(jù)類型字符串原始數(shù)據(jù)異常值標(biāo)記質(zhì)量評(píng)估標(biāo)志整數(shù)0:正態(tài)，1:異常2.數(shù)據(jù)預(yù)處理與質(zhì)量評(píng)估數(shù)據(jù)預(yù)處理旨在提升原始數(shù)據(jù)的魯棒性與可用性，主要包括噪聲過(guò)濾、缺失值填充、異常檢測(cè)等步驟。其中異常檢測(cè)采用基于3o準(zhǔn)則的統(tǒng)計(jì)方法，如【公式】所示：●【公式】異常閾值計(jì)算公式其中x?代表第i個(gè)監(jiān)測(cè)值，x為平均值，oc為給定時(shí)間窗口內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差，超出[x±3o。]范圍的數(shù)據(jù)視為異常。缺失值填充則采用基于時(shí)間序列的線性插值算法，具體計(jì)算方法如【公式】:●【公式】線性插值公式當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)t時(shí)刻數(shù)據(jù)缺失時(shí)，采用相鄰正常時(shí)刻平均值進(jìn)行彌補(bǔ)。處理后的數(shù)據(jù)將形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集，存儲(chǔ)于高效列式數(shù)據(jù)庫(kù)(如HBase)中。3.特征工程構(gòu)建在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，提取有助于后續(xù)分析的關(guān)鍵特征。針對(duì)位移、應(yīng)力等時(shí)序數(shù)據(jù)，特征包括均值、方差、峰值等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)；針對(duì)無(wú)人機(jī)影像，采用基于小波變換的紋理特征提取，如【公式】所示：【公式】小波紋理能量特征其中a;,為小波分解系數(shù)，E代表特定小波基下的能量特征值。提取后的特征與原始數(shù)據(jù)一同傳遞至融合分析環(huán)節(jié)。4.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合分析采用三層融合架構(gòu)(數(shù)據(jù)層、特征層與決策層的遞進(jìn)融合)進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)的深層次融合。具體實(shí)現(xiàn)方式：1)數(shù)據(jù)層融合：通過(guò)K近鄰算法構(gòu)建數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)點(diǎn)，將不同傳感器的觀測(cè)值在空間關(guān)聯(lián)維度上對(duì)齊(如【公式】),得出融合評(píng)分Fs:◎【公式】數(shù)據(jù)層融合相似度計(jì)分w;為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與參考點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)。2)特征層融合：采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整(DTW)算法實(shí)現(xiàn)時(shí)序特征的匹配對(duì)齊，計(jì)算●【公式】特征向量構(gòu)建公式r為第i類特征下第s傳感器在第k時(shí)刻的高維索引向量的映射值。3)決策層融合：構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(G,P),其中G表示融合節(jié)點(diǎn)間的因果關(guān)聯(lián)，P為節(jié)點(diǎn)條件概率表，最終輸出安全判別結(jié)果。結(jié)構(gòu)可表述為【公式】:●【公式】隱馬爾可夫狀態(tài)解碼5.結(jié)果可視化與動(dòng)態(tài)更新融合后的數(shù)據(jù)通過(guò)Web端可視化平臺(tái)進(jìn)行多維度展示。平臺(tái)核心功能包括：·三維場(chǎng)景動(dòng)態(tài)渲染：將洞室區(qū)域渲染為可視模型·態(tài)勢(shì)熱力內(nèi)容展示：各監(jiān)測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度等級(jí)動(dòng)態(tài)條形內(nèi)容·預(yù)警時(shí)空關(guān)聯(lián)分析：綜合異常數(shù)據(jù)的時(shí)空關(guān)聯(lián)與演化軌跡通過(guò)可視化界面與數(shù)值報(bào)表相結(jié)合的方式，為施工監(jiān)控負(fù)責(zé)人提供直觀高效的態(tài)勢(shì)感知工具。(3)技術(shù)驗(yàn)證為驗(yàn)證流程有效性，選取國(guó)內(nèi)某隧道工程作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)