图1 变焦视觉位移监测仪系统架构图
工程结构安全的核心，往往藏在毫米级的位移变化里。无论是桥梁墩台的水平偏移、隧道拱顶的竖向沉降，还是基坑围护结构的侧向变形，都需要通过连续的位移数据来判断风险。传统人工监测手段在测点分散、布线困难、危险区域作业等场景下逐渐力不从心，自动化位移监测正在成为行业主流方向。
一、工程结构位移监测的现实难点
工程结构位移监测面对的现场条件普遍复杂：构筑物沿轴线延伸，测点远近不一；高空、轨行区、基坑边缘等位置敷设线缆施工难度大；人工定期测量只能得到离散数据，难以还原变形的连续过程；低照度环境和现场抖动还会影响读数稳定性。
尤其是基坑围护结构位移监测，往往需要在较长一段时间内持续跟踪围护桩、地下连续墙的水平位移与竖向位移，判断变形是否趋于稳定、变形速率是否异常。一旦遇到长期停工基坑或邻近施工扰动，对监测连续性和数据汇聚能力的要求更高。
二、自动化位移监测的技术思路
深圳安锐科技推出的变焦视觉位移监测仪，是一套针对工程结构多测点、多断面需求研发的非接触式二维位移监测设备。整套系统包括监测主机、无源靶标、安装支架与防护构件、主机供电通信单元以及监测云平台。
它的工作流程为：采集现场图像，识别结构表面布置的无源靶标特征点，结合标定参数与现场安装几何关系解算真实位移，输出位移时程数据并上传平台。通过竖向位移可分析沉降与挠度，对比多测点位移差值可研判不均匀变形。多个工程现场实测表明，设备可实现毫米级位移监测，具体效果因测距、安装和环境而异，以现场实测为准。
三、无源靶标：测点端零布线
在自动化位移监测方案中，测点端是否需要供电和通信线缆，直接决定安装成本与运维难度。该方案采用的无源靶标无需外接供电，也不用敷设通信线缆，贴装在围护结构或结构表面即可工作。
这一特点在基坑围护结构位移监测中优势明显：基坑边缘往往不具备布线条件，靶标免维护的特性让长期监测变得可行。主机则可选择通视良好、安全的位置架设，远距离观测多个测点，减少人员进入基坑底部或临边作业。
四、光学变焦适配多断面监测
工程现场测点往往分布在不同距离。固定焦距相机难以同时兼顾近处与远端靶标，距离较远的靶标像素占比过小会降低识别可靠性。变焦视觉位移监测仪集成光学变焦能力，可针对不同距离测点匹配焦位，按预设周期切换焦位轮询测量，在有效视场范围内完成单机多断面巡测，避免为不同距离重复配置多套镜头。
针对夜间、隧道等低照度环境，设备内置自适应成像补光模块，可调整补光范围保障成像质量；姿态校正与数字滤波算法则用于削弱现场抖动干扰，提升监测连续性。
从工程管理角度看，这种自动化位移监测方案还有一个隐性价值：数据格式统一、可追溯。所有测点的位移时程数据都存储在同一云平台上，变形速率、累计位移、测点间差异可以横向对比。一旦基坑周边出现邻近施工或堆载变化，管理人员能快速判断围护结构的响应是否在可控范围内，而不是等人工周报来了再综合研判。
五、云平台汇聚数据，异常及时告警
自动化位移监测的价值不仅在于“测得连续”，更在于“看得见、报得快”。监测云平台支持电脑与移动端访问，可查看位移曲线、现场画面与设备状态，支持历史数据查询与报表导出。当位移达到设定阈值时，系统触发告警，支持短信推送与现场声光报警联动。
设备兼容 MQTT、HTTP 协议对接第三方平台，并支持 Modbus 标准协议接入其他采集设备。遇到网络中断时，在供电与存储正常情况下支持本地缓存、断网续传，减少数据缺失。
六、从基坑到桥梁隧道的多场景适用
图5 基坑围护结构监测的现场调试
除基坑围护结构位移监测外，该方案还可用于：桥梁及邻近施工影响监测，主机甚至可布置于箱梁内部观测，规避梁底高空作业；隧道及盾构管片监测，切换多档焦位跟踪管片环位移及环间差异变形；水利结构与轨道监测，捕捉渡槽主拱圈、坝体关键点位沉降与不均匀位移。
工程结构位移监测正在从人工离散读数走向自动化连续采集。变焦视觉位移监测仪以非接触、无源靶标、变焦多断面巡测为技术特点，为基坑、桥梁、隧道等场景提供了一种可落地的自动化位移监测手段。
