城市轨道交通的安全运行，是城市发展的重要保障。当管廊建设工程邻近运营地铁线路，如何精准掌握隧道变形情况、及时规避施工风险，成为工程建设的关键课题。拓普康依托高精度测量设备与成熟的自动化监测系统，为西安地铁4号线市常区间打造了一套全流程自动化监测解决方案，实现了对地铁隧道变形的实时、精准、连续监测，为工程施工与地铁运营双重安全保驾护航。
西安地铁4号线常青路站及大明宫北站自动化监测项目，针对管廊建设对地铁区间的影响展开监测工作，系统以数据采集、数据通讯为基础，可自动完成数据分析、成果报告生成等全流程监测工作，彻底摆脱传统人工监测的局限性。
本次监测项目的核心硬件与软件配置，均选用拓普康高精度产品与专业监测系统，构建了一体化监测网络：以“拓普康MS05AXII测量机器人”为核心观测设备，搭配变形监测终端、L型监测棱镜、基准点棱镜等设备，辅以定制机柜、四信4G通讯模块，实现数据的实时采集与传输；控制中心搭载变形监测软件与云服务平台，分别完成与监测终端的联动控制和监测信息的云端发布、分析预警。
常青路站左线大里程区间采用两台仪器串联方式进行监测工作，其余测段均采用一台全站仪进行监测工作。系统共设计7个设站点，48个控制点，采用光纤与4G组合的通讯方式进行数据传输，隧道内使用光纤进行通讯，将光纤铺设至风井有SIM卡信号位置，再通过4G网络将数据回传服务器。较传统的人工监测，本系统可提供每天6次的监测成果，采用周期、日平均变化量作为参考依据，样本数据量更多，为形变分析提供了数据支撑。系统每天24小时连续进行监测，各站监测周期统一，大大降低了外界因素对监测成果的影响。
（一）监测站位置分布示意图
大明宫北站监测区域左右线各一台设备，单线监测长度335米，基准点采用大棱镜，每个测站共8个基准点，分布在监测区域两侧。每个监测断面5个监测点，L型棱镜，分布在拱顶1个，左、右拱腰2个和轨道面两个。
常青路站小里程监测区域左右线各一台设备，单线监测长度为右线100m，左线80m。基准点采用大棱镜，每个测站共8个基准点，分布在监测区域两侧。每个监测断面5个监测点，L型棱镜，分布在拱顶1个，左、右拱腰2个和轨道面两个。
常青路站大里程区域区域左线两台设备，右线一台设备，单线监测长度为右线140m，左线120m。基准点采用大棱镜，左线两台串联设备共计8个基准点，中间用双面棱镜进行连接。每个监测断面5个监测点，L型棱镜，分布在拱顶1个，左、右拱腰2个和轨道面两个。
（二）光纤及供电分布图
大明宫北站监测区间供电均从余家寨站距离设站点最近的航空插头即左右线里程约为21+800处取电。每台设备光纤单独布设，最终从余家寨站左线风井处向上延伸至有SIM卡信号的地方与四信路由器进行连接。（红色为电源线、蓝色为光纤）
常青路站监测区间供电均从距离设站点最近的航空插头处取电。每台设备光纤单独布设，最终从常青路站右线风井处向上延伸至有SIM卡信号的地方与四信路由器进行连接。（红色为电源线、蓝色为光纤）
（三）假定坐标系统说明
本系统均采用假定坐标系统进行监测工作，假定每个设站点（LeftStation）坐标为（1000，1000，100），以仪器同侧小里程最近点为0方向进行定向，其中联测两台仪器中一台使用连接点进行后方交会，完成设站工作。每个站点坐标详情见附录。命名规则：从小里程至大里程方向，L代表左腰线，R代表右腰线，A代表顶部，C代表道床左侧，D代表道床右侧。
（四）监测设备及软件构成
本自动化监测项目，主要由室外实时采集系统完成数据采集任务。隧道内设备由仪器支架、设备机箱、Topcon MS05AXII测量机器人、变形监测终端、L型监测棱镜、基准点棱镜等组成。设备通过光纤+4G通讯和岩石云自动化监测平台连接，组成一体化监测网络。
相较于传统人工监测，拓普康自动化监测系统展现出显著优势：监测频率提升至每天6次，可提供更多样本数据，为隧道形变分析提供坚实的数据支撑；系统实现24小时连续监测，各站监测周期统一，大幅降低外界环境因素对监测成果的干扰，数据的时效性与准确性大幅提升；同时，自动化的采集、分析与报告生成流程，减少了人工干预带来的误差，提高了监测工作的效率。
从城市地铁到各类交通基建工程，拓普康始终以高精度的测量设备、成熟的系统解决方案和丰富的项目实施经验，为工程安全保驾护航。西安地铁4号线自动化监测项目的成功实施，再次验证了拓普康产品在轨道交通自动化监测领域的可靠性与专业性，未来拓普康也将持续深耕工程监测领域，为更多重大工程提供精准、高效、智能的测量监测解决方案。
