[發(fā)明專利]地下工程變形遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310661925.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103616011A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊春寶;王海濤;孫明;艾海英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/32
• 分類號(hào): G01B21/32;G01C5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及于土木工程領(lǐng)域中有關(guān)地下工程的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)，特別是涉及地下工程變形的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控及診斷分析的方法。

背景技術(shù)

隨著土木工程領(lǐng)域?qū)ψ冃伪O(jiān)測(cè)要求的提高，以及現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，一些如西班牙、葡萄牙、意大利、法國(guó)等的發(fā)達(dá)國(guó)家率先在變形監(jiān)測(cè)方面進(jìn)行研究突破。如西班牙Guadalquivir流域大壩群安全監(jiān)控系統(tǒng)、意大利開發(fā)的INDACO、MISTRAL、DAMSAFE以及意大利南部18座大壩通過Iside中心建立的大壩群安全監(jiān)控系統(tǒng)等。

我國(guó)建筑物安全監(jiān)控系統(tǒng)研究、開發(fā)與應(yīng)用中，具有代表性的有南京自動(dòng)化研究院研制開發(fā)了DAMS大壩自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、南京水文自動(dòng)化研究院開發(fā)了DG大壩自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、李吉紹等提出了大壩安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制思路、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院開發(fā)的水電工程安全監(jiān)控系統(tǒng)等。

目前一般的地下工程變形監(jiān)控系統(tǒng)，只是實(shí)現(xiàn)對(duì)變形數(shù)據(jù)的采集與記錄，以數(shù)據(jù)的形式反映出來，缺少對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析判斷以及對(duì)工程安全狀況進(jìn)行直觀表現(xiàn)和預(yù)測(cè)預(yù)警的功能機(jī)制。

與本申請(qǐng)最接近的現(xiàn)有技術(shù)文件有四篇文獻(xiàn)：文獻(xiàn)[1]中介紹了一種工程變形實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立的技術(shù)方法和工程應(yīng)用實(shí)例，缺乏相應(yīng)的后期數(shù)據(jù)處理分析與展示功能；文獻(xiàn)[2]中介紹了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟件，對(duì)硬件的應(yīng)用略顯不足且缺乏后期處理能力；文獻(xiàn)[3]中介紹了實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在一個(gè)特定工程中的應(yīng)用，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)缺乏通用性。

[1]孫明，工程變形實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用：[碩士學(xué)位論文]，天津：天津大學(xué)，2012

[2]艾海英，工程沉降遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：[碩士學(xué)位論文]，天津：天津大學(xué)，2012

[3]Xiong?Chunbao,Wang?Haitao,Study?on?technique?of?automatic?and?continuous?monitoring?groundwater?level?and?its?application?to?engineering,Progress?in?Civil?Engineering,Applied?Mechanics?and?Materials,2012,170-173:2060-2065(EI:20122315099806)

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種地下工程變形遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，建立與地下工程實(shí)際變形特征相吻合、監(jiān)測(cè)與分析功能統(tǒng)一完善且具有較強(qiáng)適應(yīng)性的地下工程變形遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明提出一種地下工程變形遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括各種地下工程測(cè)量相關(guān)探測(cè)傳感器、測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀、主機(jī)、遠(yuǎn)程用戶計(jì)算機(jī)和移動(dòng)通訊設(shè)備，以及用于通訊的GPRS模塊、Internet服務(wù)器；所述測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀根據(jù)串口通信的命令將所述相關(guān)探測(cè)傳感器采集到的測(cè)量結(jié)果傳輸給所述主機(jī)、所述主機(jī)用于存儲(chǔ)所述測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀上傳的數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)提取調(diào)用；所述移動(dòng)通訊設(shè)備用于系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程通訊；該系統(tǒng)劃分為5個(gè)子系統(tǒng)，分別是數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、文件管理子系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)預(yù)警子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程傳輸子系統(tǒng)和安全診斷子系統(tǒng)，其中：

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，在該子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)由測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀根據(jù)串口通信的命令將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)、主機(jī)將采集儀上傳的數(shù)據(jù)按照特定的格式和規(guī)律進(jìn)行存儲(chǔ)，以供其他功能子系統(tǒng)提取調(diào)用；

文件管理子系統(tǒng)，在該子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)工程信息管理、重點(diǎn)區(qū)域劃分、風(fēng)險(xiǎn)提示、監(jiān)控視頻和現(xiàn)場(chǎng)圖片實(shí)時(shí)顯示，其中的重點(diǎn)區(qū)域劃分是指根據(jù)發(fā)生危險(xiǎn)概率大小不同、監(jiān)控工作的重要程度不同，將整個(gè)工程采用不同的顏色進(jìn)行分區(qū)；

監(jiān)測(cè)預(yù)警子系統(tǒng)，在該子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)預(yù)警值設(shè)置、預(yù)警號(hào)碼設(shè)置、定時(shí)時(shí)間設(shè)置和預(yù)警信息發(fā)布；其中預(yù)警值設(shè)置、預(yù)警號(hào)碼設(shè)置和定時(shí)時(shí)間設(shè)置都是借助于Internet服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)置，預(yù)警信息通過GPRS模塊發(fā)布；

遠(yuǎn)程發(fā)布子系統(tǒng)，在該子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，對(duì)需要實(shí)時(shí)顯示的指標(biāo)或數(shù)據(jù)文件進(jìn)行的遠(yuǎn)程選擇操作，選擇命令回傳給監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)控主機(jī)到異地用戶計(jì)算機(jī)的傳送過程數(shù)據(jù)發(fā)布；

安全診斷子系統(tǒng)，在該子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)布置圖查看、警戒值設(shè)置與查看、地面沉降的預(yù)測(cè)和預(yù)警、地下水位變化曲線繪制、水平位移的預(yù)測(cè)和預(yù)警；根據(jù)工程安全狀況時(shí)間序列變化規(guī)律，選擇預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，利用該模型來分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將診斷分析結(jié)果和變形的預(yù)測(cè)值直觀地表現(xiàn)出來。

所述預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步包括基本預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型即灰色GM（1,1）模型、自適應(yīng)濾波模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和滾動(dòng)模型。