一、 产品描述

睿威智测Railwise智能综合监测系统是一套专业级、基于云平台的自动化变形监测解决方案。系统采用 B/S 架构，通过云端服务器、智能前端“二合一数据采集器” 以及兼容的多品牌全站仪传感器，构建了一套完整的 7x24 小时无人值守监测体系。

该系统专为取代高风险、高成本、低时效的人工现场观测而设计，适用于大坝、桥梁、基坑、隧道、滑坡及高层建筑等关键基础设施的安全监测。

系统的核心工作流包括：通过 Web 端对项目、采集器、测站和监测点进行统一的远程配置；系统根据预设的“经典周期”或“特殊周期”自动调度全站仪执行测量任务；采集器自动上传原始观测数据；云平台自动进行“严密平差”解算，生成坐标与变形量成果；数据成果自动与多级预警阈值进行比对，并最终生成专业的数据报表、变形曲线和可视化点位图。

系统支持“测站平差”、“变形监测”以及“测站平差+变形监测”三种项目类型，可灵活满足从单次高精度测量到长期多期变形分析的全部业务需求。

二、 产品特色

该系统将专业的测绘算法与现代物联网(IoT)技术深度融合，形成了以下核心产品特色：

1. 端到云的全程自动化工作流

系统实现了从前端数据采集到后端分析预警的完全无人干预。用户在云端平台完成一次性配置后，系统即可自动循环执行测量周期、自动进行数据传输、自动执行“严密平差”、自动进行成果的质量评估（如“后验单位权中误差”超限检查）、自动对比“突变预警值”与多级累计预警值，并自动生成报表。

2. 全面的远程仪器操控与无人值守设站

系统超越了简单的任务调度，提供了对全站仪硬件的深度远程控制。即使用户远在千里之外，也可通过Web 界面执行关键的仪器维护操作，极大降低了现场维护成本。

1. 远程定向： 远程控制仪器照准指定的“定向点号”并设置精确的“定向角度”。

2. 远程设站： 远程向仪器下发测站的 X, Y, Z坐标和仪器高。
   此功能确保了仪器在意外断电、重启或需要重新标定时，可被迅速远程恢复，是实现真正无人值守的关键技术。

    

3. 广泛的硬件兼容性与数据开放性

系统具备高度的硬件兼容性，尊重客户对昂贵测量硬件的已有投资，避免了硬件锁定。

1. 硬件兼容： 支持徕卡 (Leica)、索佳 (Sokkia)、拓普康 (Topcon) 等多品牌、多系列的高端全站仪。

2. 数据兼容： 支持导入多种行业标准数据格式 (如 SUC, LTORaw, tpt/tzt/txt)，便于无缝整合历史监测数据或在自动化上传失败时进行手动补传。

    

4. 内置专业级测绘与平差引擎

系统内置专业测绘算法，确保了高精度监测的数据质量与可靠性。

1. 高精度测量： 支持“多测回测角”模式，并允许用户精细化设定归零差、2C 差、方向互差、垂直角指标差、斜距互差等专业限差。

2. 严密平差： 采用“严密平差”算法，可处理复杂的多测站监测网。

3. 自动质控： 通过“时间限差” 确保参与平差的多站数据具有同步性；通过“后验单位权中误差限差” 对平差成果的质量进行自动评估和标记。

    

5. 解决复杂监测场景的专业数据模型

系统内置了针对长期、多站、复杂变形监测场景的专业功能，体现了深厚的行业理解。

1. 搭接点 (修正值) 处理： 针对多站拼接的“搭接点”场景，系统允许设置“修正值”（），通过测量辅助棱镜推算出主棱镜的坐标，完美解决网络搭接问题。

2. 变形量续接： 当监测点被破坏并重新布设后，系统允许在设置新初始值时，手动录入该点破坏前的累计变形量，使新的变形曲线能从原有累计值上“续接”，确保了长期变形数据的连续性。

3. 平差点名： 允许一个物理点在不同测站下使用不同点名（以获取不同学习值），但在平差时使用唯一的“平差点名”，确保了复杂网形拓扑关系的正确性。

    

6. 多维度、多层级自动预警机制

系统提供强大的风险管理能力，能同时监测“累计量”和“变化率”。

1. 累计预警： 支持按“累计纵向、横向、高差位移”设置“黄色、橙色、红色”三级累计变形预警。

2. 突变预警： 系统独具“突变预警值”功能。该功能监测的是“相邻两期数据”的瞬时变形值，能有效捕捉到累计值变化不大但速率极快的突发性破坏（如垮塌、滑坡），这对于高风险环境的安全监测至关重要。

    

三、 技术规格

系统关键技术规格参数如下：

表1：支持的全站仪品牌与型号

表2：数据采集器规格

表3：系统支持的数据格式

表4：测量模式与参数

四、 产品功能详情

A. 统一的项目与用户管理中心

系统以“项目”为核心管理单元，提供集中的项目与权限控制功能。

1. 多项目管理： 用户登录后，可在“我的项目”界面中创建、切换、编辑和删除项目。

2. 灵活的项目类型： 创建项目时，可根据监测需求定义项目类型：

   1. 测站平差： 适用于仅需生成报表、成果数据和执行单次平差功能的需求。

   2. 变形监测： 除平差功能外，核心是支持多期监测数据的比较与分析。

   3. 测站平差+变形监测： 包含上述所有功能的完整项目类型。

3. 项目参数配置： 支持配置项目经纬度（用于地图定位）、默认时间跨度、高程反向（用于定义沉降/抬升的正负号）、近似距离改正（是否进行“近似椭球改正”）、移动平均（用于数据成果平滑处理）等。

4. 精细化的用户权限控制： 系统支持“系统管理员”和“普通用户”两种角色。管理员可创建、编辑、删除用户，并能精细化分配“创建项目权限”。

5. 用户访问与安全管理： 可为普通用户设置“到期时间”和“到期提醒天数”，实现对账户生命周期的管理。系统同时提供详细的“用户登陆信息”日志，记录所有用户的登录时间，用于系统安全审计。

    

B. 智能采集器与测站配置

系统通过对采集器和测站的远程配置，实现对前端硬件的全面激活与精细化控制。

1. 采集器远程配置与监控：

   1. 添加与管理： 远程添加“二合一数据采集器”，配置其唯一的 IMEI (标识)。

   2. 参数配置： 远程配置采集器的服务器地址、所连接的全站仪类型（从支持列表中选择） 以及通讯端口（CARD 端口或 DEX 端口）。

   3. 远程升级与维护： 支持远程下发指令，升级采集器固件 (APP) 版本，确保功能及时更新。

   4. 状态诊断： 可实时查询“测量错误日志”（如无法找到监测点、无法连接全站仪等）和采集器实时状态。采集器状态中的“最后心跳时间”是关键的 IoT 健康指标，系统通过心跳判断设备是否供电正常或通讯欠费；测量期间无心跳则表示设备正处于工作状态。

2. 精细化测站测量参数：

   1. 学习值与搜索： 可设置“学习值开关”（决定是否用最新测量值自动更新目标值）、“水平/垂直角限差”（防止仪器瞄错点导致学习值被污染）以及“水平/垂直搜索范围”。

   2. 精度控制： 用户可自定义测量模式（如高精度的“多测回测角”）、测回数，以及所有专业测绘限差（如归零差、2C 差、斜距互差等），并可设置“超限自动重测”。

   3. 环境规避： 可设置风速和雨量阈值。当采集器外接风速和雨量传感器后，一旦测量值大于该阈值，全站仪将自动停止测量，以保护仪器并避免采集恶劣环境下的无效数据。

3. 灵活的测量周期设置：

   1. 系统支持两种测量周期模式，可按测站灵活分配：

   2. 经典周期： 按固定时间间隔循环测量（例如设置周期为 60 分钟）。

   3. 特殊周期： 在每天、每周（周几）、或每月的指定时刻执行测量任务。

4. 坐标转换：

   1. 支持测站级的坐标转换。可手动输入 X平移量、Y平移量、旋转量三个平面转换参数，或通过导入公共点在新老坐标系下的坐标模板，自动计算出转换参数。

       

C. 精细化监测点与基准管理

系统提供了一套专业级的点位管理功能，专为解决长期、复杂的变形监测项目而设计。

1. 点位录入： 支持“监测点”和“基准点”两种类型。支持在页面“添加”或通过 Excel 模板批量“导入”。

2. 点位参数： 可配置点名、棱镜常数、棱镜高、坐标启用状态（平面坐标和高程 / 仅平面坐标 / 仅高程）、ATR 模式等。

3. 目标值（学习值）管理： 支持两种方式录入目标值：1) 直接输入目标的水平角、垂直角、斜距；2) 输入目标点的X, Y, Z 坐标后，点击“计算目标值”按钮反算出角度和距离。

4. 专业测绘功能 1: "平差点名"

   1. 此功能用于解决多站网形中的拓扑关系。当两个测站都包含同一个点时，为了获取不同的学习值，可以设置不同的点名（如 A-1, A-2），但在平差时均使用同一个“平差点名”（如 A），确保了平差解算的拓扑正确性。

5. 专业测绘功能 2: "修正值"

   1. 此功能专为处理多站拼接的“搭接点”而设计。例如，STAT1 测量 A-1，STAT2 测量 A。通过预先在 STAT1 站同时测量 A 和 A-1，得到水平角、垂直角和斜距的差值（）并录入为修正值。在常规监测时，STAT1 即可通过测量 A-1 的数据加上修正值，推算出 A 棱镜在 STAT1 测站下的位置，从而实现网络搭接 1。

6. 初始值管理： 监测点必须设置初始值才能计算累计变化量。系统支持一个监测点设置多个不同时间的初始值（如初值1在 6 月 22 日，初值2在 6 月 23 日）。系统会根据测量数据的时间，自动选择对应的初始值进行变化量计算。

7. 专业测绘功能 3: "变形量续接"

   1. 此功能用于解决监测点被破坏后的数据连续性问题。当监测点重新布设并设置新的初始值时，可在“纵向、横向、垂直变形量”字段中，手动录入该点在破坏前的最终累计变化量（单位 mm）。设置后，新的变形曲线将从原累计值开始延续，而不是从零开始，确保了长期变形数据的完整性和连续性。

       

D. 自动平差引擎与质量控制

系统内置强大的平差引擎，并配套自动化的数据质量控制机制。

1. 平差网配置： 支持在一个项目中创建多个平差网（如“adjust1”），并为每个平差网灵活分配需要参与计算的测站和监测点。

2. 平差模式： 系统支持“严密平差”。

3. 数据完整性控制： 可为平差网设置“时间限差”（单位：小时）。这是一个关键的自动化数据质控功能。它确保了用于同一次平差的 N个测站的数据，必须是在指定时间（如 10 小时）内完成的。如果某个站的数据滞后，它将被视为“下一周期”的数据，从而防止了不同期数据污染平差结果。

4. 自动化质量评估： 可设置“后验单位权中误差限差”（平面和高程，单位 mm）。平差完成后，系统自动比较解算结果与该限差，如超限，将在“平差数据查询”页面中提示“超限”，提示用户检查基准点稳定性或数据质量。

5. 平差参数设置： 支持高级用户设置单位权类型（先验/后验）、边长定权方法、最大迭代次数和先验精度（测角误差、测距固定误差、测距比例误差）。

    

E. 自动化预警与风险管理

系统提供多维度、多层级的自动化预警机制，实现主动式风险管理。

1. 多级累计阈值： 可自定义预警阈值名称，并针对“累计纵向位移”、“累计横向位移”、“累计高差位移”三种变形类型，分别设置“黄色预警值”、“橙色预警值”、“红色预警值”（单位 mm）。

2. 突变预警： 除累计值外，系统还支持设置“突变预警值”（单位 mm）。该值用于判断“相邻两期数据”的变形值是否超限，专门用于捕捉突发性、高速率的变形事件，实现对即时风险的告警。

3. 预警分配： 设置好的预警阈值方案可以灵活地“分配测点”，为项目中不同区域、不同重要性等级的监测点配置差异化的预警方案。

F. 专业数据建模与分析 (选配)

系统提供可选配的专业数据建模工具，用于对监测数据进行结构化分析。

1. 点组配置： 可将监测点分类归入不同的“点组”，便于后续的数据管理、批量查询和筛选。

2. 常规断面设置： 用于定义变形量的分析方向。通过设置“纵方向的方位角”，系统即可自动将监测点的平面位移（）分解为“纵向变形”（沿方位角方向）和“横向变形”（法线方向）。

3. 收敛断面设置： 专用于隧道和地下工程。通过在一个收敛断面中定义“起点”和“终点”两个监测点，系统将自动计算两点间的弦长（收敛值）及其变化量。支持设置“加常数”以匹配设计值。

    

G. 强大的数据查询与可视化

系统提供全面的数据查询、追溯和可视化功能，使用户能够直观掌握变形态势。

1. 多维数据查询：

   1. 变形曲线图： 以图表形式查询一个或多个点在一段时间内的历时变形曲线。

   2. 测点监测坐标： 查询监测点在不同时刻的 X, Y, Z坐标历史。

   3. 测点变形值： 查询监测点在不同时刻的纵向、横向、垂直累计变形量 (mm)。

   4. 收敛数据查询： 查询已配置的收敛断面的“初始直径”、“测量直径”和“累计收敛” (mm)。

2. 平差与测站数据追溯：

   1. 平差数据： 查询平差网的测量时间、平差状态（是否超限）。

   2. 平差报告： 可在线查看详细的“平面平差报告”和“高程平差报告”，分析平差结果。

   3. 网形图： 可视化查看平差网的拓扑结构。

   4. 原始数据： 具备完全的数据可追溯性，可下钻查询到每个测站每期数据的“原始观测数据”（水平角、垂直角、斜距）。

3. 可视化监测点位图：

   1. 背景图叠加： 支持上传自定义背景图（如 JPG 格式的 CAD 总图）。

   2. 坐标系校准： 系统支持通过“背景图校准参数设置”，利用图上任意两点的“绘图坐标”（从图上拾取）和“测量坐标”（实际坐标），自动标定测量坐标系与图片坐标系的关系。

   3. 变形值可视化： 校准后，系统可将所有监测点及其变形值（通过不同颜色显示）准确叠加到背景图上，实现变形数据的空间可视化。

4. DXF 导出： 支持将项目中的监测点和基准点坐标一键导出为 CAD (DXF) 文件。

H. 报表系统与数据开放性

系统提供标准化的报表、统计及灵活的数据导入导出功能。

1. 数据统计： 提供数据统计功能，可按任意时间段查询“阶段变形”和“累计变形”的最大值、变形速率、发生时间及最大点号。

2. 报表下载： 可批量下载标准格式的“测点变形值记录表” (Excel) 。

3. 数据导入（历史/手动）： 系统提供强大的数据导入功能，支持自动化上传失败时的手动补传，或在项目初期导入历史数据。

4. 支持格式： 详细支持 SUC, LTORaw, 以及 tpt (水平角), tzt (垂直角), txt (斜距/平距) 等多种格式的原始数据文件。