[發明專利]基坑自動化監測異常數據識別方法

有效

• 申請號: 201410196639.1
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103953024A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 何宏盛;劉武生;張杰勝;張宏斌;周健寶
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團第一工程有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種基坑自動化監測異常數據識別方法，其特征在于：包括下述步驟：

步驟1：在基坑現場安裝溫度計、雨量計、大氣壓強計，并實現基坑現場溫度、大氣壓強及降雨量的采集，采集頻率同監測項目的采集頻率；

步驟2：根據前一采集日的溫度變化曲線及鋼筋計的頻率輸出變化曲線，找出兩條曲線中的最高點及其對應的采集時刻，求取采集時刻之間的差值作為鋼筋計所在位置溫度與基坑環境溫度之間的延時時間；

步驟3：根據上一輪采集結果并結合本輪采集的溫度值、大氣壓強及采集周期內的降雨量對本輪監測值進行預測；

步驟4：針對每一個監測項目，若本輪采集的監測值在預測值的0.9-1.1倍區間內，確認為正常值，否則判定為異常值；

步驟5：針對每一個監測項目，若本輪判定為正常值，則對預測的均值進行迭代更新。

2.如權利要求1所述的基坑自動化監測異常數據識別方法，其特征在于：

所述步驟3具體為：

異常數據來源的采集對象包括鋼筋計頻率、測斜儀傾角、水位計壓強及單點位移計的位移，首先定義監測值的變化由三部分構成：基坑開挖對監測項目帶來的影響，環境狀態參數變化給監測項目帶來的影響以及噪聲干擾給監測帶來的異常影響，監測項目的最終監測值是上述三部分的綜合體現，記監測項目的監測值為γ，基坑開挖狀態為α，環境參數狀態為θ，采集、傳輸及存儲環節的噪聲為β，則γ＝f(α,θ,β)，函數f表征監測值是三個狀態參數的綜合反映，將監測值γ分解為α,θ,β三個影響參數的獨立作用之和，γ＝A(α)+B(θ)+C(β)，其中函數A表示基坑開挖狀態α對監測項目的影響，函數B表示環境狀態參數θ對監測項目的影響，函數C表示采集、傳輸及存儲過程中噪聲產生的誤差，不作為對監測值的預測；

A(α)的在t+1時刻的預測值U(A(α),t+1)的定義如下：U(A(α),t+1)＝wU(A(α),t)+(1-w)I(A(α),t)，I(A(α),t)為t采集時刻的采集值被判定為背景值時修正過的采集值與預測值之間的變化，即：I(A(α),t)＝γ-U(A(α),t)，系數w的值根據采集時間間隔來確定，背景值判定規則如下，其中d為監測項目的方差，一般取值為監測項目前24小時判定為背景值的監測值的方差，ifG(A(α),t+1)>0.8，t時刻采集值A(α)為背景值；

環境狀態參數對地下水位壓強值預測的影響：定義t時刻至t+1時刻采集周期內的降水量為て，大氣壓強為ρ，則t+1采集時刻的監測值相比于t時刻的采集時刻的采集值的變化量預測值為：B(θ)＝B(p，τ)＝p(t+1)-p(t)+ρｇτ；

環境狀態參數對鋼筋計頻率預測的影響：根據前一監測日頻率輸出的最高點與環境溫度的最高點之間的時間差作為鋼筋計所處位置環境溫度與整個基坑環境溫度之間的滯后響應時間Delay,定義在t+1采集時刻的監測值相比于t時刻的采集時刻的采集值的變化量預測值為：B(θ)＝B(ΔT)＝b(T_t+1-T_t)＝b(T_t+1-Delay-T_t-Delay)，其中b為鋼筋計的溫度修訂系數，取前一個采集工作日數據的最高點和最低點的線性系數，單位kN/℃，T_t+1與T_t分別為在t+1采集時刻與在t采集時刻鋼筋計所在的局部溫度，T_t+1-Delay與T_t-Delay巧分別為在t+1采集時刻與在t采集時刻基坑外部的環境溫度；

測斜儀傾角、單點位移計受環境狀態參數的影響較小，忽略不計；

綜上，本方法針對監測項目t+1采集時刻的預測值為：

1)水位壓強

γ_e＝U(A(α),t+1)+p(t+1)-p(t)+ρｇτ

2)鋼筋計頻率

γ_e＝U(A(α),t+1)+b(T_t+1-Delay-T_t-Delay)

3)測斜儀傾角、單點位移計

γ_e＝U(A(α),t+1)。

3.如權利要求2所述的基坑自動化監測異常數據識別方法，其特征在于：

系數w的值根據采集時間間隔來取0～1中間的小數，采集時間間隔越短，w取值越大。