自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案

时间：2021-04-02 12:20:35 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案 本文关键词：观测，数据传输，土壤，水分，传输

自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案 本文简介：自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案中国气象局综合观测司预报网络司2009.8目录1上传文件命名规则11.1单站文件命名规则11.2多站文件命名规则11.3上传文件名说明12上传时间规定32.1数据上传原则32.2数据上传时间规定43上传数据格式43.1自动土壤水分观测站上传数据格式43.2省级打

自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案 本文内容：

自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案

中国气象局综合观测司

预报网络司

2009.8

目

录

1上传文件命名规则1

1.1单站文件命名规则1

1.2多站文件命名规则1

1.3上传文件名说明1

2

上传时间规定3

2.1数据上传原则3

2.2数据上传时间规定4

3

上传数据格式4

3.1

自动土壤水分观测站上传数据格式4

3.2

省级打包上传格式7

3.3

作物名称编码表8

自动土壤水分观测数据传输格式及传输方案

为规范自动土壤水分观测和资料传输业务，确保自动土壤水分观测资料及时、高效地收集、共享和应用，制定本数据传输格式及传输方案。

1上传文件命名规则

自动土壤水分观测站上传文件是指自动土壤水分观测站上传至省级气象通信部门或国家气象信息中心的数据文件。

自动土壤水分观测站上传文件包括单站文件命名和多站文件命名两种规则。

1.1单站文件命名规则

单站自动土壤水分观测站上传文件命名方式为：

Z_

AGME_I_IIiii_yyyymmddhhMMss_O_ASM-FTM[-CCx].txt

1.2多站文件命名规则

多站自动土壤水分观测站上传文件命名方式为（通过省级或国家级打包的文件）：

Z_

AGME_C_CCCC_yyyymmddhhMMss_O_ASM-FTM.txt

1.3上传文件名说明

（1）文件名称各段说明

Z：固定代码，表示文件为国内交换的资料。

AGME：固定代码，表示农业气象资料。

I：固定代码，指示其后字段代码为测站区站号。

IIiii：测站区站号。区站号使用规则见1.3（2）

C：固定代码，指示其后字段编码为编报台字母代号。

CCCC：编报台字母代号，详见1.3.3编报台站代码表。

yyyymmddhhMMss：文件生成时间“年月日时分秒”（UTC，国际时）。其中，yyyy为年，4位；mm为月，2位；dd为日，2位；hh为小时，2位；MM分钟，2位；ss为秒，2位。在年月日时分秒中，若位数不足时，高位补“0”。

例如：2009年3月3日19时整，编为20090303190000。

O：气象观测数据指示码。

ASM：自动土壤湿度。

FTM：表示定时观测。

CCx：

资料更正标识，可选标志，仅在单站资料文件名中使用。对于某测站（由IIiii指示）已发观测资料进行更正时，文件名中必须包含资料更正标识字段。CCx中：CC为固定代码；x取值为A~X，x=A时，表示对该站某次观测的第一次更正，x=B时，表示对该站某次观测的第二次更正，依次类推，直至x=X。

txt：

固定代码，表示文件为文本文件。

注：ASM和FTM之间以及后面的“CCx”字段间的分隔符为减号‘-’；其它字段间的分隔符为下划线‘_’。

文件名的大小写敏感。

（2）区站号使用规则

自动土壤水分观测站区站号统一采用地面气象观测站的区站号，即安装在国家级气象台站的用该台站的区站号，安装在原区域站的用该区域站区站号，新建观测点按照区域站区站号编制原则新编区站号。

表1

2005年中国气象局对区域站区号的定义

区号

省（区、市）

区号

省（区、市）

区号

省（区、市）

区号

省（区、市）

A0-A1

北京

E0-E9

吉林

M0-M1

海南

T0-T9

云南

A2-A3

天津

F0-F9

福建

M2-M9

江苏

U0-U9

西藏

A4-A5

上海

G0-G9

广东

N0-N9

广西

V0-V9

陕西

A6-A9

重庆

H0-H9

黑龙江

O0-O9

河南

W0-W9

甘肃

B0-B3

河北

I0-I9

安徽

P0-P9

湖南

X0-X9

青海

B4-B9

山西

J0-J9

江西

Q0-Q9

湖北

Y0-Y3

宁夏

C0-C9

内蒙

K0-K9

浙江

R0-R9

贵州

Y4-Y9

新疆

D0-D9

山东

L0-L9

辽宁

S0-S9

四川

Z0-Z9

备用

（3）

编报台站代号表

表2

编报台字母代号(CCCC)

CCCC代码

编报台名称

CCCC代码

编报台名称

CCCC代码

编报台名称

BEPK

北京市

BECS

长沙

BEXA

西安

BETJ

天津

BENC

南昌

BEYC

银川

BESZ

石家庄

BCSH

上海

BEXN

西宁

BETY

太原

BENJ

南京

BCUQ

乌鲁木齐

BEHT

呼和浩特

BEHF

合肥

BCCD

成都

BEZZ

郑州

BEHZ

杭州

BECQ

重庆

BEJN

济南

BEFZ

福州

BEGY

贵阳

BCSY

沈阳

BCGZ

广州

BEKM

昆明

BECC

长春

BEHK

海口

BELS

拉萨

BEHB

哈尔滨

BENN

南宁

BABJ

国家

气象

中心

BCWH

武汉

BCLZ

兰州

BEDL

大连

BEQD

青岛

BENB

宁波

BEXM

厦门

2

上传时间规定

2.1数据上传原则

（1）自动土壤水分观测站内容包括各层土壤的土壤体积含水量、土壤相对湿度、土壤重量含水率、土壤有效水分贮存量气象要素数据；

（2）自动土壤水分观测必须按规定时间将观测后形成的数据上传到国家气象信息中心；

（3）数据上行传输方法

在全国气象宽带网络系统本地通信机上建立相应的户头，参加交换的自动土壤水分观测数据收集到此用户下，并按上述文件名格式命名，同时通过自编ftp自动上载程序，把这些资料打包（更正报不打包）发送到国家级服务器（172.17.1.3）“newopr”账户下的“up”目录中，此账户的口令同自动站上传资料口令。

2.2数据上传时间规定

自动土壤水分观测站数据每小时00分01秒至05分00秒生成，并采取有线或无线GPRS/CDMA传输至省级气象局信息网络中心，再由省级信息网络中心将数据打包上传至国家气象信息中心，上传时间规定按下表执行。

表3

自动土壤水分观测上传时间规定

每日国际时

时限

缺报

00-23

1440分钟

3

上传数据格式

3.1

自动土壤水分观测站上传数据格式

每个自动土壤水分观测站上传数据文件为单条记录。记录的后面（即文件结尾处）加“NNNN”表示文件结束。

单条记录包括区站号、纬度、经度、地段拔海高度、各层土壤水分层次标示及相关湿度数据共106组，每组用1个半角空格分隔，共486字节；分别记录每小时土壤水分数据。其排列顺序及长度分配如下表：

表4

自动土壤水分观测站上传数据格式表

序号

要素名

长度

说明

1

区站号

5字节

5位数字或第1位为字母，第2-5位为数字

2

测量地纬度

6字节

按度分秒记录，均为2位，高位不足补“0”，台站纬度未精确到秒时，秒固定记录“00”

3

测量地经度

7字节

按度分秒记录，度为3位，分秒为2位，高位不足补“0”，台站经度未精确到秒时，秒固定记录“00”

4

测量地拔海高度

5字节

保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”

5

测量地段标示

4字节

“0000”标示固定地段。作物地段以B电码表（见3.3作物名称编码表）为准，森林采用“2000”标示。

6

观测时间

14字节

年月日（国际时，yyyyMMddhhmmss），其中：分秒固定为“0000”

7

0-10cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L010”

8

0-10cm土壤体积含水量

3字节

单位：g/cm3，保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”

9

0-10cm土壤相对湿度

4字节

百分比。保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”

10

0-10cm土壤重量含水率

3字节

百分比。保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”

11

0-10cm土壤有效水分贮存量

3字节

单位：mm。取整进行记录，高位不足补“0”

12

10-20cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L020”

13

10-20cm土壤体积含水量

3字节

同前

14

10-20cm土壤相对湿度

4字节

同前

15

10-20cm土壤重量含水率

3字节

同前

16

10-20cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

17

20-30cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L030”

18

20-30cm土壤体积含水量

3字节

同前

19

20-30cm土壤相对湿度

4字节

同前

20

20-30cm土壤重量含水率

3字节

同前

21

20-30cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

22

30-40cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L040”

23

30-40cm土壤体积含水量

3字节

同前

24

30-40cm土壤相对湿度

4字节

同前

25

30-40cm土壤重量含水率

3字节

同前

26

30-40cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

27

40-50cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L050”

28

40-50cm土壤体积含水量

3字节

同前

29

40-50cm土壤相对湿度

4字节

同前

30

40-50cm土壤重量含水率

3字节

同前

31

40-50cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

32

50-60cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L060”

33

50-60cm土壤体积含水量

3字节

同前

34

50-60cm土壤相对湿度

4字节

同前

35

50-60cm土壤重量含水率

3字节

同前

36

50-60cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

37

60-70cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L070”

38

60-70cm土壤体积含水量

3字节

同前

39

60-70cm土壤相对湿度

4字节

同前

40

60-70cm土壤重量含水率

3字节

同前

41

60-70cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

42

70-80cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L080”

43

70-80cm土壤体积含水量

3字节

同前

44

70-80cm土壤相对湿度

4字节

同前

45

70-80cm土壤重量含水率

3字节

同前

46

70-80cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

47

80-90cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L090”

48

80-90cm土壤体积含水量

3字节

同前

49

80-90cm土壤相对湿度

4字节

同前

50

80-90cm土壤重量含水率

3字节

同前

51

80-90cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

52

90-100cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L100”

53

90-100cm土壤体积含水量

3字节

同前

54

90-100cm土壤相对湿度

4字节

同前

55

90-100cm土壤重量含水率

3字节

同前

56

90-100cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

57

100-110cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L110”

58

100-110cm土壤体积含水量

3字节

同前

59

100-110cm土壤相对湿度

4字节

同前

60

100-110cm土壤重量含水率

3字节

同前

61

100-110cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

62

110-120cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L120”

63

110-120cm土壤体积含水量

3字节

同前

64

110-120cm土壤相对湿度

4字节

同前

65

110-120cm土壤重量含水率

3字节

同前

66

110-120cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

67

120-130cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L130”

68

120-130cm土壤体积含水量

3字节

同前

69

120-130cm土壤相对湿度

4字节

同前

70

120-130cm土壤重量含水率

3字节

同前

71

120-130cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

72

130-140cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L140”

73

130-140cm土壤体积含水量

3字节

同前

74

130-140cm土壤相对湿度

4字节

同前

75

130-140cm土壤重量含水率

3字节

同前

76

130-140cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

77

140-150cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L150”

78

140-150cm土壤体积含水量

3字节

同前

79

140-150cm土壤相对湿度

4字节

同前

80

140-150cm土壤重量含水率

3字节

同前

81

140-150cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

82

150-160cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L160”

83

150-160cm土壤体积含水量

3字节

同前

84

150-160cm土壤相对湿度

4字节

同前

85

150-160cm土壤重量含水率

3字节

同前

86

150-160cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

87

160-170cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L170”

88

160-170cm土壤体积含水量

3字节

同前

89

160-170cm土壤相对湿度

4字节

同前

90

160-170cm土壤重量含水率

3字节

同前

91

160-170cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

92

170-180cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L180”

93

170-180cm土壤体积含水量

3字节

同前

94

170-180cm土壤相对湿度

4字节

同前

95

170-180cm土壤重量含水率

3字节

同前

96

170-180cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

97

180-190cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L190”

98

180-190cm土壤体积含水量

3字节

同前

99

180-190cm土壤相对湿度

4字节

同前

100

180-190cm土壤重量含水率

3字节

同前

101

180-190cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

102

190-200cm土壤层次标示

4字节

固定输入“L200”

103

190-200cm土壤体积含水量

3字节

同前

104

190-200cm土壤相对湿度

4字节

同前

105

190-200cm土壤重量含水率

3字节

同前

106

190-200cm土壤有效水分贮存量

3字节

同前

存储要求：

①

若要素缺测或无记录，记录土壤层次标示，其余则均应按约定的字长，每个字节位均存入一个“/”字符；

②

要素位数不足时，高位补“0”。

3.2

省级打包上传格式

文件Z_

AGME_C_CCCC_yyyymmddhhMMss_O_ASM-FTM.txt包含若干子站的数据，由自动土壤水分观测站上传数据文件汇总而成。文件最后一条记录为“NNNN”，表示文件结束。

结构如下：

站点1：IIiii

QQQQQQ

LLLLLLL

HHHHH

XXXX

yyyyMMddhhmmss……=(站点1记录)

站点2：IIiii

QQQQQQ

LLLLLLL

HHHHH

XXXX

yyyyMMddhhmmss……=(站点2记录)

站点3：IIiii

QQQQQQ

LLLLLLL

HHHHH

XXXX

yyyyMMddhhmmss……=(站点3记录)

……

……

站点n：IIiii

QQQQQQ

LLLLLLL

HHHHH

XXXX

yyyyMMddhhmmss……=(站点n记录)

NNNN

其中：IIiii

QQQQQQ

LLLLLLL

HHHHH

XXXX

yyyyMMddhhmmss

表示

站号

纬度

经度

拔海高度

地段标示

国际时的观测时间。

3.3

作物名称编码表

表5

作物名称编码表（B电码表）

名称

编码

01

02

03

04

05

06

07

08

09

稻类

常规籼稻

00

双季早稻

早熟种

双季早稻

中熟种

双季早稻

晚熟种

一季稻

早熟种

一季稻

中熟种

一季稻

晚熟种

双季晚稻

早熟种

双季晚稻

中熟种

双季晚稻

晚熟种

常规粳稻

01

双季早稻

早熟种

双季早稻

中熟种

双季早稻

晚熟种

一季稻

早熟种

一季稻

中熟种

一季稻

晚熟种

双季晚稻

早熟种

双季晚稻

中熟种

双季晚稻

晚熟种

杂交稻

02

双季早稻

早熟种

双季早稻

中熟种

双季早稻

晚熟种

一季稻

早熟种

一季稻

中熟种

一季稻

晚熟种

双季晚稻

早熟种

双季晚稻

中熟种

双季晚稻

晚熟种

麦类

03

冬小麦

冬性冬

冬小麦

半冬性

冬小麦

春性

春小麦

大麦

元麦

青稞

莜麦

燕麦

玉米

04

春玉米

早熟种

春玉米

中熟种

春玉米

晚熟种

夏玉米

早熟种

夏玉米

中熟种

夏玉米

晚熟种

套玉米

早熟种

套玉米

中熟种

套玉米

晚熟种

棉花

05

普通棉

早熟种

普通棉

中熟种

普通棉

晚熟种

长绒棉

早熟种

长绒棉

中熟种

长绒棉

晚熟种

油类

06

油菜

荠菜型

油菜

白菜型

油菜

甘蓝型

大豆

花生

芝麻

向日葵

糖类

07

新植蔗

宿根蔗

甜菜

牧草（畜牧）

08

豆科

禾本科

莎草科

杂类草

其他

09

白地

高梁

谷子

糯稻

甘薯

马铃薯

烟草

其他

麻类

10

苎麻（宿根）

苎麻（种子)

黄麻

红麻

亚麻

9

篇2：宝兰Ⅱ标监理沉降变形平行观测方案

宝兰Ⅱ标监理沉降变形平行观测方案 本文关键词：沉降，观测，平行，监理，变形

宝兰Ⅱ标监理沉降变形平行观测方案 本文简介：新建铁路宝鸡至兰州客运专线沉降变形平行观测方案甘肃信达宝兰客专陕西段监理站二〇一四年六月三十日新建铁路宝鸡至兰州客运专线沉降变形平行观测方案致：西成·西兰客运专线沉降评估项目部我单位根据施工合同的有关规定完成了沉降变形平行观测方案，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。附件：沉降变形平行观测方案

宝兰Ⅱ标监理沉降变形平行观测方案 本文内容：

新建铁路宝鸡至兰州客运专线

沉降变形平行观测方案

甘肃信达宝兰客专陕西段监理站

二〇一四年六月三十日

新建铁路宝鸡至兰州客运专线

沉降变形平行观测方案

致：西成·西兰客运专线沉降评估项目部

我单位根据施工合同的有关规定完成了沉降变形平行观测方案，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。

附件：沉降变形平行观测方案

监理单位（章）：

总监理工程师：

日

期：

建设指挥部审查意见：

建设单位（章）：

负

责

人：

日

期：

工程名称：新建铁路宝兰客运专线（陕西段）

目

录

一、主要依据的标准及规范2

二、工程概况3

1、工程概况3

2、交通、地形地貌3

3、工点分布情况4

二、组织机构6

1、组织机构框架图6

2、组织机构人员职责7

3、测量仪器配置7

四、监理单位平行观测频率及方法7

五、沉降变形观测的标准与要求8

1、测量等级及精度要求8

2、

变形监测网技术要求8

3

水平位移监测网建网方式：9

4

水平位移监测网主要技术要求9

5、沉降变形测量点的布置要求10

6、实施测量工作要求10

六、路基沉降变形观测技术要求13

1、路基沉降变形观测13

2、路基地段沉降观测技术要求13

3、观测断面布置原则14

4、观测方法、精度与观测要求14

5、过渡段沉降变形观测15

七、桥梁沉降变形观测技术要求16

1、

一般规定16

2、

桥涵变形控制标准16

八、隧道沉降变形观测技术要求17

1、

一般规定17

2、

沉降观测的内容17

3、

沉降观测点的布置原则17

九、沉降平行观测工作制度19

1、BLJL-2标监理站组织19

2、

沉降平行观测监理人员职责20

3、沉降变形观测工作制度21

附件：沉降观测记录、汇总表23

附件：人员资质证书、仪器鉴定证书38

一、主要依据的标准及规范

1、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；

2、《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

3、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897—2006）；

4、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》（工管技[2009]77号）；

5、《铁路路基工程地基处理技术规程》（TBJ

-2009）

6、《客运专线轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2007]85号；

7、宝鸡至兰州铁路客运专线有关设计文件；

8、西兰铁路客运专线陕西有限责任公司下发的有关文件；

二、工程概况

1、工程概况

宝鸡至兰州客运专线东起陕西省宝鸡市，自西宝客专宝鸡南站引出，沿渭河峡谷南岸向西，至甘肃省天水市麦积区新建天水南站，出站下穿耤河及天水北山滑坡群，沿天巉公路向西北方向至秦安县设站，出站沿天巉公路西行，经通渭县、定西市至兰州市榆中县，穿越皋兰山、沈家岭后引入终点兰州西站。线路横跨陕西省和甘肃省两省，正线建筑长度400.740公里，其中陕西省境内45.741公里，甘肃省境内354.999公里。宝兰客专BLZQ-2标位于宝鸡市以西的渭滨区和陈仓区，起讫里程：DK655+448～DK683+620，全长28.172km，本标段结构物密集，以长大隧道、大、中桥为主。主要工作量有：路基土石方5.452万m3，大中桥1.08km/7座，隧道27.055m/6.5座及过渡工程，无砟轨道道床56.344

km。全线铺设无砟轨道，设计行车速度为250km/h。

2、交通、地形地貌

(1)交通情况

本工程所经地区为关中渭河平原，沿线公路发达，国道、省道、县乡路纵横交错，可充分利用。干线公路主要有：国道G310，宝天高速，国道G107、G108等。铁路主要有：本段线路东端与西宝客运专线相连，中间宝鸡至天水市东岔镇基本与既有陇海铁路并行于渭河两岸。线路与国道G310并行于渭河南岸，太宁隧道进口至林光村隧道出口距国道4~7km，南马棕山隧道出口至牛背隧道距国道1公里以内。横向便道可充分利用既有乡村道路，晁峪隧道1#斜井、安平隧道横洞、安平出口等部分工点需修建便道。

(2)地形地貌

线路位于渭河冲积平原东南部，南倚秦岭，北临黄河、渭河，总体地势由南而北呈阶梯状递减，西略高于东。

⑶水文地质特征

沿线水系为黄河水系，沿线地表水可利用的主要河流有渭河及其支流清姜河，河流均常年有水。沿线地下水主要受大气降水、河水、人工灌溉地表水体垂直入渗及秦岭山区基岩裂隙水的侧向补给，地下水位较浅。

⑷工程地质特征

地层岩性：标段内地层较单一，按时代由新到老发育第四系全新统坡积粘质黄土、燕山期花岗岩层及上元古界片岩夹片麻岩和大理岩。

地质构造：太宁隧道至安平隧道位于西秦岭北麓中低山区；晁峪隧道至牛背隧道段属于秦岭褶皱系北秦岭加里东褶皱带。

沿线主要不良地质问题有滑坡、错落、坡面溜坍、危岩落石，其次为泥石流、岩堆、人为坑洞等。

⑸气象特征

据宝鸡市气象站气象资料显示：宝鸡属半干旱气候区，季节性温差较大，雨季和旱季分明，年降水量较少。年平均气温14.1℃，极端最高温度41.7℃，最热月平均气温27.7℃，极端最低温度-11.3℃，最冷月平均气温-2.0℃，年平均降雨量606.5mm，年平均蒸发量1370.6mm，平均相对湿度64%，最大积雪厚度11cm，最大季节冻土深度32cm。

3、工点分布情况

本标段结构物密集，桥隧比例达99.6%。路基土石方54520断面方，大中桥1074.7m/7座，桥位制梁23孔，1联32+48+32m连续梁，

2联2*40m

T构，隧道27055.8m/6.5座，无砟轨道道床56.344km，本标段正线隧道全长27.055km，占标段全长的96.02%。全标段大中桥7座、共长1074.7m。各工点概况见表。

BLJL-2标段个工点概况表

序号

隧道桥梁名称

起讫里程

长度m

围岩分级/结构形式

1

太宁隧道DK658+397.5

DK655+448～DK661+347

5899

Ⅴ级161m，Ⅳ级1280m，Ⅲ级1060m，Ⅱ级3370m，明洞28m

2

晁峪大桥

DK661+347～DK661+571

224

1-24m+5-32m+1-24m简支箱梁

3

晁峪隧道DK665+410.5

DK661+600～DK669+221

7621

Ⅴ级231m，Ⅳ级640m，Ⅲ级1540m，Ⅱ级5156m，明洞54m

4

庵平东沟大桥

DK669+221～DK669+461

240

7-32m简支箱梁

5

路基

DK669+461～DK669+530.7

70.6

半填半挖

6

庵平沟大桥

DK669+530.7～DK669+689.3

158.6

2-24m+3-32m简支箱梁

7

安平隧道DK672+841

DK669+688.35～DK675+994.05

6305.7

Ⅴ级76m，Ⅳ级270m，Ⅲ级1870m，Ⅱ级4020m，明洞69.7m

8

大沟大桥

DK675+994.05～DK676+135.95

141.9

4-32m简支箱梁

9

林光村隧道DK678+015

DK676+150～DK679+880.9

3730.9

Ⅴ级99.5m，Ⅳ级330m，Ⅲ级700m，Ⅱ级2564m，明洞37.4m

10

南马棕山大桥

DK679+880.9～DK679+987.6

124.6

（32+48+32）m连续梁

11

南马棕山隧道DK680+649

DK679+987.6～DK681+311

1323.4

Ⅴ级27.71m，Ⅳ级65m，Ⅲ级354m，Ⅱ级838m，明洞38.69m

12

大水沟中桥

DK681+311～DK681+370

92.8

2-40m砼T构

13

千家沟隧道DK681+590.5

DK681+370～DK681+811

441

Ⅴ级30m，Ⅳ级84m，Ⅲ级116m，Ⅱ级200m，明洞11m

14

长沟中桥

DK681+811～DK681+885.2

92.8

2-40m砼T构

15

牛背隧道DK685+100

DK681+885.2～DK688+315

1734.8

Ⅴ级13.9m，Ⅳ级130m，Ⅲ级700m，Ⅱ级880m，明洞10.9m

二、组织机构

1、组织机构框架图

甘肃信达宝兰客专监理站根据施工进度及西成西兰陕西铁路公司平行观测的相关要求成立线下工程沉降变形观测管理领导小组，具体人员名单如下：

组长：李建军

组员：杨兵

、金鑫、王雪心、孟军、陈西川及现场监理人员

副总监理工程师

平行观测小组

旁站见证核查小组

杨兵

金鑫

王雪心

孟军

陈西川

现场专监

2、组织机构人员职责

组长由副总监理工程师担任主要负责沉降变形观测工作的组织安排。

平行观测小组负责隧道、桥梁、路基的主要观测项目和相关资料的编制汇总。

旁站见证核查小组主要负责对施工单位沉降变形观测全过程进行旁站并做好旁站记录和对观测记录进行签认。

3、测量仪器配置

序号

设备名称

品牌

型号

精度

备注

1

全站仪

徕卡

TS06

2〞

2台

2

电子水准仪

天宝

DiNi03

0.3mm

2台

3

2m铟钢条码尺

冠博

1

4

2m铟钢条码尺

冠博

1

四、监理单位平行观测频率及方法

1、平行观测数量：一般地段为施工单位总测数的10%，地质复杂、沉降变化大以及过渡段为施工单位总测数的20%；施工单位观测的数量表附后。

2、组测量监理对原始观测资料和各项记录表格要随观测进度及时整理；

3、测量监理如发现测量数据与施工单位存在较大误差，应及时查找原因。

五、沉降变形观测的标准与要求

1、测量等级及精度要求

本线沉降变形测量按三等规定执行，对于技术特别复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。

测量等级及精度要求

沉降变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

沉降变形点的高程中误差（mm）

相邻沉降变形点的高程中误差（mm）

沉降变形点点位中误差（mm）

二等

±0.5

±0.3

±3.0

三等

±1.0

±0.5

±6.0

2、

变形监测网技术要求

1）垂直位移监测网建网方式：

线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥梁工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。

2）垂直位移监测网主要技术要求按下表执行：

垂直位移监测网技术要求

等级

相邻基准点高差中误差（mm）

每站高差中误差（mm）

往返较差、附合或环线闭合差（mm）

检测已测高差较差（mm）

使用仪器、观测方法及要求

二等

0.5

0.15

0.3

0.4

DS05型仪器，宜按一等水准测量的技术要求施测。

三等

1.0

0.3

0.6

0.8

DS05或DS1型仪器，宜按二等水准测量的技术要求施测。

3

水平位移监测网建网方式：

按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。

4

水平位移监测网主要技术要求

本线水平位移监测按三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。

水平位移监测网主要技术要求按下表执行：

等级

相邻基准点的点位中误差（mm）

平均边长（m）

测角中误差（“）

最弱边相对中误差

作业要求

一等

±1.5

＜300

±0.7

≤1/250000

按国家一等平面控制测量要求观测

＜150

±1.0

≤1/120000

按国家二等平面控制测量要求观测

二等

±3.0

＜300

±1.0

≤1/120000

按国家二等平面控制测量要求观测

＜150

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

三等

±6.0

＜350

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

＜200

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

四等

±12.0

＜400

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

5、沉降变形测量点的布置要求

1）基准点、工作基点和沉降变形观测点的埋设要求

（1）基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。

（2）工作基点。要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。

（3）

沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵等各专业布点要求进行，按设计文件实施。

2）监测网的检测：监测网的基准点和工作基点由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网基准点和工作基点的稳定性，应对其进行定期检测。设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。在区域沉降地区应每季度进行一次复测。

3）每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。

4）工作基点应选在比较稳定的位置。在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正

6、实施测量工作要求

1）水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。

2）每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正。

3）每次沉降变形观测时应符合以下规定：

（1）严格按水准测量规范的要求施测。首次（即零周期）观测应进行往返观测，并取观测结果的中数，经严密平差处理后的高程值，作为变形测量初始值。

（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。

（3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一对水准尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。

（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。

（5）成像清晰、稳定时再读数。

（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。

4）针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施工单位应在测量厂家定制短尺进行测量；也可采用倒尺的方法进行。

5）沉降观测均采用电子水准仪，不得采用光学水准仪。

6）测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。

7）当发现沉降监测数据出现异常时必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测，并提交自查分析报告。

8）在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。

9）水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，严禁采用支水准路线或中视法，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。

10）水准仪使用DS05或DS1型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

11）观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：

（1）往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

（2）返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

12）晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

13）电子水准仪观测前30min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。

14）观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。

15）当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。

16）数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进行严密平差。

六、路基沉降变形观测技术要求

1、路基沉降变形观测

1）路基沉降控制标准

无砟轨道地段路基可压缩性地基均进行沉降分析。按照《客运专线无砟轨道铁路设计指南》：路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降，应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm。

2）

一般规定

（1）观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定无砟轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无砟轨道结构的安全。

（2）路基在无砟轨道铺设前，应对路基沉降变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和沉降变形满足无砟轨道铺设要求。

（3）路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。

（4）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，要进行必要的检查。

2、路基地段沉降观测技术要求

1）沉降观测内容

（1）路基面的沉降变形观测

（2）路基底沉降观测

（3）过渡段沉降观测

（4）路基稳定性观测

2）沉降观测断面和观测点的设置

沉降观测装置应埋设稳定，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。根据经验，埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。各部位观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。

路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、堆载预压等具体情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定，同时还应根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。

3、观测断面布置原则

1）沿线路方向的间距一般不大于50m；对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤及路堑可放宽到100m。路桥过渡段必须设置，距桥台2～5m设置一观测断面。对于路基面沉降监测，路堤地段每5～50m设一个监测断面，路桥过渡段必须设置，且应加密。在深厚层第四系路桥过渡段及不同地层结构设置地基分层沉降监测。

2）对于地形、地质条件变化大的地段应适当加密，在变化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降，覆盖型岩溶地段，沉降监测断面适当加密。

3）一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）原则上应不少于2个观测断面。

4）观测断面优先选用设计文件给定的观测断面桩号，当设计文件给定的断面桩号与实际地质不符时，应加以调整。

4、观测方法、精度与观测要求

1）观测方法

（1）沉降板观测方法

采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。

（2）沉降观测桩观测方法

采用水准测量方法按二等水准测量标准，按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。

（3）位移观测边桩观测方法

采用全站仪观测，按测量精度要求和频次定期观测位移观测边桩水平位移。

2）

观测测量精度

路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm；

位移观测测距误差±3mm；方向观测水平角误差为±2.5″。

5、过渡段沉降变形观测

1）控制标准

路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。

2）一般规定

（1）桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。

（2）过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。

（3）对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。

3）观测技术要求

（1）过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，不同结构物起点处、距起点2～5m设置观测断面，其他断面按设计文件中给定的断面设置。

（2）过渡段观测点设置参照路堤。

（3）沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。

（4）观测精度、频次及资料整理要求同路基。

七、桥梁沉降变形观测技术要求

1、

一般规定

1）

无砟轨道铺设前，应对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。

2）

通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料，分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无砟轨道要求。

3）

根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。

2、

桥涵变形控制标准

1）梁部

预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定：

（1）终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。

（2）扣除各项弹性变形、终张拉60天后，L≤50m跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm；L>50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7000或14mm；梁体徐变上拱度实测值与设计值对比，应满足设计要求。

2）桥梁墩台

对于桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

墩台均匀沉降量：

对于有砟桥面桥梁≤30mm

对于无砟桥面桥梁≤20mm

静定结构相邻墩台沉降量之差：

对于有砟桥面桥梁≤15mm

对于无砟桥面桥梁≤5mm

对于高速铁路，控制桥涵沉降，主要是工后沉降，计算工后沉降的值，由于受到各种因素的影响往往偏差很大。因此有必要进行实测验证，积累观测数据。

八、隧道沉降变形观测技术要求

1、

一般规定

1）

隧道沉降观测的目的主要是利用观测资料的工后沉降分析结果，指导无砟轨道的铺设时间。无砟轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求。

2）

隧道主体工程完工后，沉降变形观测期原则上不应少于3个月。观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。

3）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，应进行必要的检查。

2、

沉降观测的内容

隧道工程沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛沉降变形等不列入本沉降观测的内容。

3、

沉降观测点的布置原则

1）隧道工程沉降观测是指隧道基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。沉降变形观测范围为隧道进口隧线分界里程至出口隧线分界里程。

2）隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。

3）隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下，暗洞地段Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面。

4）地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落加密布设（段长大于20m时，每20m设置一个观测断面；段长小于或等于20m时，至少设置2个观测断面）。

5）明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面（前后各0.5m处）。

6）隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。

7）施工降水范围应至少布设一个观测断面。

8）路隧分界点处，路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。

9）长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。

10）隧底工程完成后，每个观测断面设置2个沉降观测点，分别布置在隧道侧沟靠二次衬砌处。

隧道观测标埋设位置示意图

隧道观测标设置示意图（单位：mm）

11）隧道水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，

12）隧道洞内沉降观测路线，贯通前洞口基准点布置不少于两个，当洞内布设基准点有困难时，可直接利用两个洞口基准点形成附合水准观测路线。工作基点联测间距可以大于200m，但必须保证观测点高程中误差和相邻观测点的高差中误差达到相应规定要求。

4

、观测精度

沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.01mm。

九、沉降平行观测工作制度

为了确实把沉降变形观测监理职责落到实处，总监责成技术质量部制定沉降平行观测工作制度。本工作制度明确了监理职责细化成各级监理师所应承担的工作和职责；本工作制度定人、定岗、定职责后经总监理工程师批准下发，作为监理工程师考评的依据。

1、BLJL-2标监理站组织

甘肃信达监理站成立了以监理站和监理分站协同实施的二级管理模式。监理站负责监督、检查和指导；监理组负责人员安排并具体实施沉降变形观测工作，总监办对沉降平行观测监理领导工作、沉降平行观测人员及方案、旁站监理人员及里程做到了定职、定责、定人、定岗、定点。

2、

沉降平行观测监理人员职责

1﹚

沉降平行观测负责人职责

①负责沉降变形观测人员安排及后勤保障；

②组织测量专监编制管段内的《沉降变形观测实施细则》；

③组织审核施工单位上报的《沉降变形观测方案》，督促施工单位按批准的《沉降变形观测方案》实施沉降变形观测工作；

④督促沉降平行观测监理人员做好沉降平行观测工作，与施工单位同测段观测资料进行对比；督促旁站监理人员做好旁站监理，对数据的真实性负责；

⑤督促施工方定时上报沉降变形观测资料并进行初审签认；

⑥督促各沉降平行观测小组负责人编制《线下工程沉降变形观测监理工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》；

⑦参加建设单位组织的沉降变形观测评估工作。

2﹚

沉降平行观测监理人员职责

①全面负责沉降平行观测工作，对沉降平行观测工作人员组织及后勤保障作出具体安排报监理组沉降平行观测责任人；

②编制《沉降变形观测监理实施细则》；

③审核施工单位上报的《沉降变形观测方案》，督促施工单位按批准的《沉降变形观测方案》实施沉降变形观测工作；

④确定沉降平行观测段落，做好沉降平行观测工作；

⑤审核施工单位上报的沉降变形观测资料；

⑥汇总沉降变形监理资料，编制《线下工程沉降变形观测监理工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》；

⑦和监理组长一起参加建设单位组织的沉降变形观测评估工作。

3﹚

旁站监理人员职责

旁站监理人员对旁站部位观测数据的真实性和观测频次是否满足要求负责。

①核查观测人员是否符合《沉降变形观测方案》的要求，是否经过培训上岗；确保观测人员的固定，如果观测人员出现变动，应立即报告监理组长；

②督促施工单位确保观测仪器的固定，观测线路的固定，观测方法的固定；

③核查施工单位的观测元器件，确保元器件的质量和埋设符合要求；

④督促施工单位按要求做好沉降变形观测网点的保护工作；

⑤对施工单位的观测资料及时签认并做好旁站记录。

3、沉降变形观测工作制度

为确保沉降变形观测工作的质量，各位监理工程师必须尽职尽责的完成监理在沉降平行观测工作中的职责。沉降变形观测监理人员的考核分以下两个方面：

1）工作业绩由监理项目部组织每月考核评分，评分结果直接纳入监理站月度考核中。

2）实行红黄绿牌警示制度，红牌直接清退，黄牌予以警告并罚款；绿牌则予以奖励。

附件：沉降观测记录、汇总表

表1

路基观测桩沉降观测记录表

工点里程范围：

观测日期:共

页

观测日期

累计天数(天)

两次观测时间间隔(天)

路基基底沉降板（编号：

）

路基顶面沉降板（编号：

）

备注

板顶填土

高度

(m)

本次沉降(mm)

总沉降(mm)

沉降速率(mm／d)

板顶填土

高度

(m)

本次沉降(mm)

总沉降(mm)

沉降速率(mm／d)

单位：

整理：

复核：*年*月*日

表5

过渡段沉降观测记录表（剖面管）

横剖面沉降测试记录表

测量单位

负责人

(签字)

观测日期：

观测点编号

测次

观测点里程

时间

填土高度(m)

基准点高程(m)

测量位置

观测

时间

第一次标高

读数

第二次

标高

读数

平均值

上次

标高

读数

本次

沉降

累计

沉降

沉降

速率

备注

m

yy-mm-dd

m

m

m

m

mm

mm

mm/d

基准点

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

填表:

日期:

复核:

日期:

监理:

日期

表6

过渡段沉降量记录汇总表共

页

观测

日期

累计

天数

(天)

两次观测时间间隔(天)

路基左侧边桩（编号：

）

路基右侧边桩（编号：

）

备注

填土

高度

(m)

本次

沉降

(mm)

总沉降(mm)

沉降速率(mm／d)

本次水平

位移(mm)

本次总水平位移(mm)

位移

速率

(mm／d)

填土

高度

(m)

本次

沉降

(mm)

总沉降(mm)

沉降速率(mm／d)

本次水平

位移(mm)

本次总水平位移(mm)

位移

速率

(mm／d)

单位：

整理：

复核：*年*月*日

表9

路基分层观测记录表

沉降观测记录表——路基分层沉降观测记录表

里程段落：

观测日期：

第

页

共

页

断面里程

测点编号

测点埋深

原始磁环标高(m)

上次磁环标

高(m)

测试读数

(m)

平均值

(m)

本次磁环

标高(m)

本次

沉降

(mm)

累计

总沉降(mm)

本次分层

沉降

(m)

路堤填筑高度及其它情况

篇3：地震波观测系统的MATLAB仿真报告

地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文关键词：地震波，观测，仿真，报告，系统

地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文简介：地震波观测系统的MATLAB仿真课程名称数字信号处理实验项目题目6地震波观测系统的MATLAB仿真指导教师赵双琦学院光电信息与通信工程_专业电子信息工程班级/学号学生姓名课设时间2011-12-28至2012-1-509级“数字信号处理课程设计”任务书题目6地震波观测系统的MATLAB仿真主要内容掌

地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文内容：

地震波观测系统的MATLAB仿真

课程名称

数字信号处理

实验项目

题目6

地震波观测系统的MATLAB仿真

指导教师

赵双琦

学

院

光电信息与通信工程

_

专

业

电子信息工程

班级/学号

学生姓名

课设时间

2011-12-

28至2012-1-5

09级“数字信号处理课程设计”任务书

题目6

地震波观测系统的MATLAB仿真

主要

内容

掌握地震波观测系统的数字信号处理方法。实现宽频带系统的输出仿真到窄频带输出及地面运动恢复。

设计

要求

要求

以某地震台站记录的地震观测文件为例，选择合适滤波器揭示地面运动恢复和仿真的概念

步骤

1读取地震波观测文件数据，做出时域、频域图形。设计一个包含所有频率成分的宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪，恢复地面运动。绘出滤波器频率特性、地面运动时域图。

2已知短周期窄带仪器的阻带边界频率为[0.01

4.5]Hz，通带边界频率为[0.1

3.8]Hz，通带波纹为1dB,阻带衰减20dB;

将宽频带仪器的输出仿真到短周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出进行比较（画图）。绘出窄带仪器的频谱图。

3长周期地震仪的窄带仪器用低通滤波器表示，其阻带边界频率为0.1Hz，通带边界频率为0.02Hz，通带波纹为1dB，阻带衰减为30dB，将宽频带仪器的输出仿真到长周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出比较。同步骤2作图。

主要仪

器设备

1、计算机1台，安装MATLAB软件

主要参

考文献

[美]数字信号处理——使用MATLAB[M].西安：西安交通大学出版社，2002.

课程设计进度计划（起止时间、工作内容）

本课程设计共安排6个题目，这是其中题目之一。整个课程设计共24学时，分1.5周安排，具体进度如下：

4学时

复习题目相关知识，掌握实现的原理；

12学时

用MATLAB语言实现题目要求；

4学时

进一步完善功能，现场检查、答辩；

4学时

完成课程设计报告。

课程设计开始日期

2011.12.26

课程设计完成日期

2012.1.6

课程设计实验室名称

信号与信息处理实验室

地

点

实验楼3-603、605

资料下载地址

http://59.64.74.111/实践环节/数字信号处理课程设计

目录

摘要-

4

-

正文-

4

-

一、目的-

4

-

二、原理-

4

-

三、要求-

5

-

四、步骤-

5

-

五、程序实现-

6

-

实验结果-

12

-

六、体会-

15

-

参考文献-

15

-

摘要

本文的目的是实现地震波观测系统的MATLAB仿真。一个线性系统y(t)=h(t)*x(t)，x(t)为地面运动，h(t)为系统的冲击响应，y(t)为系统输出。根据卷积定理，有Y（ω）=H(ω)X(ω)。由地震波观测文件数据y（t），再设计一个宽频带滤波器h（t），就可以恢复地面运动x（t）。对于短周期地震仪，其系统函数为H1（w），对于输入地面运动x（t），有Y1(ω)=H1(ω)X（ω），我们可以推导出Y1（w）=H1(w)Y(w)/H(w)，再对Y1（w）作ifft就可以实现宽频带仪器到短周期窄带仪器的仿真。同样，对长周期地震仪，其系统函数为H2（w），我们也可以得到Y2（w）=H1(w)Y(w)/H(w)，然后对Y2（w）作ifft实现仿真。椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的设计都很简单，只要滤波器的指标没问题，调用相应的函数就能实现。仿真的结果请参考本文的正文部分。

正文

一、目的

运用所学数字信号处理的基本知识，掌握地震波观测系统的数字信号处理方法。实现宽频带系统的输出仿真到窄频带输出及地面运动恢复。

二、原理

对于一个线性系统，可以用它的系统函数或脉冲响应来表示

y(t)=h(t)*x(t)

①

式中，x(t)为输入信号，相当于地震观测系统的地面运动；y(t)为系统的输出，相当于地震观测系统的地震记录；h(t)为系统的冲击响应。在频率域内，根据卷积定理，该式可以表示为

Y（ω）=H(ω)X(ω)

②

式中，H(ω)为系统的传递函数，

X(ω)、

Y（ω）为x(t)、y(t)的傅里叶变换。

设想一个频带范围很宽的线性系统，如宽频带地震仪，其系统函数为H(ω);另一个频带较窄的系统，如短周期地震仪，其系统函数为H1(ω)，对于同样的输入X(ω)有

Y(ω)=H(ω)X(ω),Y1(ω)=H1(ω)X（ω）

③

式中，Y1(ω)为频带较窄的系统记录的频谱；H1(ω为频带较窄系统的传递函数。由式③可得

H1(ω)

Y(ω)

Y1(ω)=

H(ω)

④

将上式变换到时间域就得到频带较窄系统的输出y1(t)。也就是说，如果知道宽频带和窄频带系统的传递函数H(ω)和

H1(ω)，原则上可以从宽频带系统的输出推测出窄频带系统的输出。但如果我们知道窄频带系统输出及其两种系统的传递函数，却无法得到宽频带系统的输出。这样就使得我们在记录某种信号时采用宽频带记录，然后仿真到各种窄频带的记录仪器上对信号进行分析。

如果已知地震仪的输出和地震仪的传递函数，我们可以求出地面运动为

X（ω）=

Y(ω)/

H(ω)

⑤

三、要求

以某地震台站记录的地震观测文件为例，选择合适滤波器揭示地面运动恢复和仿真的概念

四、步骤

1、

读取地震波观测文件数据，做出时域、频域图形。设计一个包含所有频率成分的宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪，恢复地面运动。绘出滤波器频率特性、地面运动时域图。

2、

已知短周期窄带仪器的阻带边界频率为[0.01

4.5]Hz，通带边界频率为[0.1

3.8]Hz，通带波纹为1dB,阻带衰减20dB；将宽频带仪器的输出仿真到短周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出进行比较（画图）。绘出窄带仪器的频谱图。长周期地震仪的窄带仪器用低通滤波器表示，其阻带边界频率为0.1Hz，通带边界频率为0.02Hz，通带波纹为1dB，阻带衰减为30dB，将宽频带仪器的输出仿真到长周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出比较。同步骤2作图。

五、程序实现

close

all,clear

all,clc

load

hns.dat

;

%读取数据序列

Xt=hns;

%把数据赋值给变量

Fs=50;

%设定采样率

单位(Hz)

dt=1/Fs;

%求采样间隔

单位(s)

N=length(Xt);

%得到序列的长度

t=[0:N-1]*dt;

%时间序列

Yf=fft(Xt);

%对信号进行快速Fourier变换(FFT)

figure(1);

subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);

%绘制原始值序列

xlabel(

时间/s

),title(

时间域

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));%绘制信号的振幅谱

xlabel(

频率/Hz

),title(

幅频图

);

ylabel(

振幅

);

xlim([0

2]);

%频率轴只画出2Hz频率之前的部分

grid

on;

%----------设计一个切比雪夫1型宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪---------------

ws=[0.00001

25.0]*2/Fs;

%阻带边界频率（归一化频率）

wp=[0.001

25.0]*2/Fs;

%通带边界频率（归一化频率）

Rp=1;Rs=20;Nn=513;

%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数

[Order,Wn]=cheb1ord(wp,ws,Rp,Rs);%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=cheby1(Order,Rp,Wn);

%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(2);

[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);

%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性

y1=filtfilt(b,a,Xt);

subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)));

%画出宽带滤波器的幅频特性

xlabel(

/lambda

);ylabel(

A(/lambda)/db

);

title(

宽频带滤波器幅频特性

);grid

on;

subplot(2,1,2),plot(f,angle(H))

%画出宽带滤波器的相频特性

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

相位/^o

);title(

宽频带滤波器相频特性

);grid

on;

%已知宽频带地震仪的频率特性,恢复地面运动

[H,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole

);

%得到地震仪的特性

Xf=zeros(1,N);

for

i=1:N

if

(H(i)>1.0e-4)

Xf(i)=Yf(i)./H(i);

%得到地面运动的频率域表示

end

end

figure(3);

xt=real(ifft(Xf));

%得到地面运动

subplot(2,1,1);

plot(t,xt,r

);

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

title(

地面运动时域图

);

grid

on;

subplot(2,1,2);

plot(t,Xt,g

);

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

title(

原始信号

);

grid

on;

%设计一个椭圆宽带滤波器，假定为宽频带地震仪

ws=[0.00001

25.0]*2/Fs;wp=[0.001

25.0]*2/Fs;

%通带和阻带边界频率（归一化频率）

Rp=1;Rs=50;Nn=512;

%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数

[Order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);

%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=ellip(Order,Rp,Rs,Wn);

%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(4)

[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);

%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性

subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)))

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

振幅/dB

);grid

on;

subplot(2,1,2),plot(f,180/pi*unwrap(angle(H)))

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

相位/^o

);grid

on;

y=filtfilt(b,a,Xt);

%在宽带滤波器上的输出

figure(5)

subplot(2,1,1),plot(t,Xt)

xlabel(

时间/s

),title(

输入信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot(t,y)

xlabel(

时间/s

),title(

椭圆宽带滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

figure(6)

subplot(2,1,1),plot(t,y1,g

);

xlabel(

时间/s

),title(

切比雪夫1型宽频带滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot(t,y,r

)

xlabel(

时间/s

),title(

椭圆宽带滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

%--------仿真到长周期地震仪上，长周期地震仪用一个巴特沃思滤波器来表示----------

ws=0.1*2/Fs;wp=0.02*2/Fs;

%通带和阻带边界频率（归一化频率）

Rp=1;Rs=30;Nn=512;

%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数

[Order,Wn]=buttord(wp,ws,Rp,Rs);

%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=butter(Order,Wn);

%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(7);

[H2,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);

%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性

subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H2)));

xlabel(

/lambda

);ylabel(

A(/lambda)/db

);title(

长周期窄带滤波器幅频特性

);grid

on;

subplot(2,1,2),plot(f,angle(H2));

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

相位/^o

);title(

长周期窄带滤波器相频特性

);grid

on;

figure(8);

y2=filtfilt(b,a,Xt);

%在窄带滤波器上的输出

[H2,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole

);

%得到地震仪的特性

Yf2=zeros(1,N);

for

i=1:N

if

(abs(H2(i))>1.0e-4)

%为了防止H值太小将该频率的信号放大

Yf2(i)=Yf(i).*H2(i)./H(i);

%得到仿真结果

end

end

x2=ifft(Yf2);

subplot(2,1,1);

plot(t,y2,g

);

%绘制实际输出信号

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

title(

长周期地震仪实际输出

);

grid

on;

subplot(2,1,2);

plot(t,real(x2),r

);

%绘制仿真输出信号

title(

长周期地震仪仿真输出

);

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

%仿真到长周期地震仪上，长周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示

ws=0.1*2/Fs;wp=0.02*2/Fs;

%通带和阻带边界频率（归一化频率）

Rp=1;Rs=30;Nn=512;

%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数

[Order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);

%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=ellip(Order,Rp,Rs,Wn);

%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(9)

y1=filtfilt(b,a,Xt);

%在窄带滤波器上的输出

[H1,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole

);

%得到地震仪的特性

XX1=zeros(1,N);

for

ii=1:N

if

(abs(H1(ii))>1.0e-4)

%为了防止H值太小将该频率的信号放大

XX1(ii)=Yf(ii).*H1(ii)./H(ii);

%得到仿真结果

end

end

x1=ifft(XX1);

subplot(1,2,1);

plot(t,y1);

title(

实际输出

);

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

subplot(1,2,2);

plot(t,real(x1));

title(

仿真输出

);

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

figure(10);

subplot(2,1,1),plot(t,y2,g

);

xlabel(

时间/s

),title(

巴特沃思滤波器滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot(t,y1,r

);

xlabel(

时间/s

),title(

椭圆宽带滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

%仿真到短周期地震仪上，短周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示

ws=[0.01

4.5]*2/Fs;wp=[0.1

3.8]*2/Fs;

%通带和阻带边界频率（归一化频率）

Rp=1;Rs=20;Nn=512;

%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数

[order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);

%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=ellip(order,Rp,Rs,Wn);

%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(11)

[H1,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);

%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性

subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H1)))

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

振幅/dB

);grid

on;

subplot(2,1,2),plot(f,180/pi*unwrap(angle(H1)))

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

相位/^o

);grid

on;

figure(12)

y1=filtfilt(b,a,Xt);

%在窄带滤波器上的输出

[H1,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole

);

%得到地震仪的特性

XX1=zeros(1,N);

for

ii=1:N

%得到仿真结果

if

(abs(H1(ii))>1.0e-4)

XX1(ii)=Yf(ii).*H1(ii)/H(ii);

end

end

x1=ifft(XX1);

plot(t,y1,t,real(x1),r

)

%绘制输入信号

legend(

实际输出,仿真输出,1)

xlabel(

时间/s

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

%-------仿真到短周期地震仪上，短周期地震仪用一个切比雪夫2型滤波器来表示------

ws=[0.01

4.5]*2/Fs;wp=[0.1

3.8]*2/Fs;

Rp=1;Rs=20;Nn=512;

[Order,Wn]=cheb2ord(wp,ws,Rp,Rs);%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率

[b,a]=cheby2(Order,Rp,Wn);%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器

figure(13);

[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性

y3=filtfilt(b,a,Xt);

subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)));%画出宽带滤波器的幅频特性

xlabel(

/lambda

);ylabel(

A(/lambda)/db

);

title(

宽频带滤波器幅频特性

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot(f,angle(H))

%画出宽带滤波器的相频特性

xlabel(

频率/Hz

);ylabel(

相位/^o

);

title(

宽频带滤波器相频特性

);

grid

on;

figure(14);

subplot(2,1,1),plot(t,y3,g

);

xlabel(

时间/s

),title(

切比雪夫2型滤波器滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot(t,y1,r

);

xlabel(

时间/s

),title(

椭圆宽带滤波器输出信号

);

ylabel(

振幅

);

grid

on;

close

all,clear

all,clc

load

hns1.dat

;

%读取数据序列

Xt=hns1;

%把数据赋值给变量

Fs=50;

%设定采样率

单位(Hz)

dt=1/Fs;

%求采样间隔

单位(s)

N=length(Xt);

%得到序列的长度

t=[0:N-1]*dt;

%时间序列

Yf=fft(Xt);

%对信号进行快速Fourier变换(FFT)

figure(1);

subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);

%绘制原始值序列

title(

P波

);

xlabel(

时间/s

),title(

时间域

);

title(

P波

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));

%绘制信号的振幅谱

xlabel(

频率/Hz

),title(

幅频图

);

ylabel(

振幅

);

xlim([0

2]);

%频率轴只画出2Hz频率之前的部分

grid

on;

load

hns2.dat

;

%读取数据序列

Xt=hns2;

%把数据赋值给变量

Fs=50;

%设定采样率

单位(Hz)

dt=1/Fs;

%求采样间隔

单位(s)

N=length(Xt);

%得到序列的长度

t=[0:N-1]*dt;

%时间序列

Yf=fft(Xt);

%对信号进行快速Fourier变换(FFT)

figure(2);

subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);

%绘制原始值序列

title(

S波

);

xlabel(

时间/s

),title(

时间域

);

title(

S波

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));

%绘制信号的振幅谱

xlabel(

频率/Hz

),title(

幅频图

);

ylabel(

振幅

);

xlim([0

2]);

%频率轴只画出2Hz频率之前的部分

grid

on;

load

hns3.dat

;

%读取数据序列

Xt=hns3;

%把数据赋值给变量

Fs=50;

%设定采样率

单位(Hz)

dt=1/Fs;

%求采样间隔

单位(s)

N=length(Xt);

%得到序列的长度

t=[0:N-1]*dt;

%时间序列

Yf=fft(Xt);

%对信号进行快速Fourier变换(FFT)

figure(3);

subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);

%绘制原始值序列

title(

面波

);

xlabel(

时间/s

),title(

时间域

);

title(

面波

);

grid

on;

subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));%绘制信号的振幅谱

xlabel(

频率/Hz

),title(

幅频图

);

ylabel(

振幅

);

xlim([0

2]);

%频率轴只画出2Hz频率之前的部分

grid

on;

实验结果

图1

切比雪夫1型宽频带滤波器与椭圆宽带滤波器输出信号对比

地面运动时域与原始信号对比

图2

输入信号与输出信号

图3

宽频带振幅与相位

图4

短周期窄带振幅与相位

图5

实际输出与仿真输出对比

图6

巴特沃夫长周期实际输出与仿真输出对比

图7

地震波面波、P波、S波幅频图

图8

长周期窄带滤波器幅频特性

长周期窄带滤波器相频特性

六、实验体会

通过这次实验，我进一步复习了数字信号处理关于滤波器的基础，也了解了理论和实际的不同。在我们身边处处都能看到数字信号处理的相关知识的应用，从语音的识别采集处理到地震波观测，这直观的证实了数字信号处理这门课程的重要性。

在这次实验中，我们在实际操作中加强实践能力，巩固了数字信号处理理论知识，培养了我们解决实际问题的能力，在设计过程中，提高我们的思考能力、动手能力。让我们在学习理论知识的同时，明白如何把这些应用于实际。

这次的课程设计让我认识到了自己的不足，也认识到了我们学习的基础知识究竟能运用于什么领域，如何运用。在老师和同学的耐心指导下我发现了自己在选择巴特沃斯、切比雪夫滤波器上的问题，经过修改和调试，终于得到了应有的效果，这让我看到了理论与实践相结合的优势与用处，让我受益匪浅。

参考文献

[1]焦瑞莉

罗倩

汪毓铎

顾奕.数字信号处理[M].机械工艺出版社.pp:184-195

[2]http://lgb.ougz.com.cn/html/auto/old/protel99/yyong1.htm

袁宇波.用Matlab和Protel设计微机保护中Butterworth模拟低通滤波器

[3]曾庆禹.电力系统数字光电量测系统的原理及技术[J].电网技术.2001.25(4)

pp:1-5