[發(fā)明專利]一種工程安全預測預警裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010064359.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111222716B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 梁傳揚;陳明建;劉堅
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發(fā)明公開了一種工程安全預測預警裝置，包括數(shù)據(jù)導入口、數(shù)據(jù)處理盒和數(shù)據(jù)導出口，數(shù)據(jù)處理盒里分為三個模塊，分別為數(shù)據(jù)備份與篩選模塊、數(shù)據(jù)預測預警模塊、數(shù)據(jù)庫模塊。傳感器的實測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)導入口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)盒中，先經(jīng)過數(shù)據(jù)備份與篩選模塊進行大數(shù)據(jù)優(yōu)化，得到優(yōu)化數(shù)據(jù)，再分別傳輸給數(shù)據(jù)庫模塊、數(shù)據(jù)預測預警模塊和數(shù)據(jù)導出口這三條路徑。傳輸?shù)綌?shù)據(jù)預測預警模塊的優(yōu)化數(shù)據(jù)，會根據(jù)內嵌的物理模型進行數(shù)據(jù)預測，同時比對數(shù)據(jù)庫模塊中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，兩者耦合，得到預測數(shù)據(jù)，預測數(shù)據(jù)會根據(jù)工程要求和評價準則判斷是否預警。

技術領域

本發(fā)明涉及一種工程安全預測預警裝置，屬于工程監(jiān)測預測預警技術領域。

背景技術

工程監(jiān)測是保障工程施工與運營階段安全的必不可少的一種手段，但實時監(jiān)測數(shù)據(jù)具有滯后性，用實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步得到實時預測數(shù)據(jù)，將有效提高工程安全系數(shù)。但目前市面上，多是預測預警系統(tǒng)，首先這些系統(tǒng)多采用數(shù)學模型預測，預測過程緩慢、預測數(shù)據(jù)沒有物理意義，對于工程安全的指導作用有限；其次，目前的預測預警系統(tǒng)需要更為先進的監(jiān)測傳感器作為技術輔助，這就需要對目前已經(jīng)實施的工程監(jiān)測工作進行重新規(guī)劃，增加了工程成本。

如CN109934474A公開了一種基于大數(shù)據(jù)的深基坑監(jiān)測風險評估系統(tǒng)，其包括：基坑監(jiān)測大數(shù)據(jù)倉庫，用于存儲歷史工程監(jiān)測數(shù)據(jù)及當前工程監(jiān)測數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)模型動態(tài)訓練模塊，用于根據(jù)歷史工程監(jiān)測數(shù)據(jù)構建基坑監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析預測模型，并對基坑監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析預測模型進行訓練優(yōu)化；基坑變形動態(tài)預測模塊，用于根據(jù)實時工程監(jiān)測數(shù)據(jù)及下一步施工工況數(shù)據(jù)獲得基坑變形預測值；基坑安全風險自動分析模塊，依據(jù)大數(shù)據(jù)分析預測模型及基坑變形預測值對當前工程監(jiān)測數(shù)據(jù)進行安全風險分析。此專利風險評估系統(tǒng)將通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及下一步工況數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)分析預測模型建立的數(shù)學模型進行相似匹配得到的預測值來進行預警，這種預警方式對實際的工程安全的指導作用有限，而且還存在一定的滯后性。

為解決上述問題，本發(fā)明先利用物理模型來獲得預測值，并將預測值與大數(shù)據(jù)分析預測模型建立的模型得到的預警值進行比較之后，獲得最接近的實際預測值。本發(fā)明既能提供由物理力學模型修正的實時實際預測數(shù)據(jù)，又能適用于現(xiàn)有監(jiān)測傳感器。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種工程安全預測預警裝置，既能提供由物理力學模型修正的實時預測數(shù)據(jù)，又能適用于現(xiàn)有監(jiān)測傳感器，可拆卸。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種工程安全預測預警裝置，包括數(shù)據(jù)導入口、數(shù)據(jù)處理盒和數(shù)據(jù)導出口，數(shù)據(jù)處理盒里分為三個模塊，分別為數(shù)據(jù)備份與篩選模塊、數(shù)據(jù)預測預警模塊、數(shù)據(jù)庫模塊。傳感器的實測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)導入口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)盒中，先經(jīng)過數(shù)據(jù)備份與篩選模塊進行大數(shù)據(jù)優(yōu)化，得到優(yōu)化數(shù)據(jù)，再分別傳輸給數(shù)據(jù)庫模塊、數(shù)據(jù)預測預警模塊和數(shù)據(jù)導出口這三條路徑。第一條路徑，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫模塊的優(yōu)化數(shù)據(jù)，會成為經(jīng)驗數(shù)據(jù)；第二條路徑，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)預測預警模塊的優(yōu)化數(shù)據(jù)，會根據(jù)內嵌的物理力學模型進行數(shù)據(jù)預測，同時與數(shù)據(jù)庫模塊中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行比對，兩者耦合，得到預測數(shù)據(jù)，預測數(shù)據(jù)會根據(jù)工程要求和評價準則判斷是否預警，之后，預測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)導出口傳送出來為作業(yè)人員所用；第三條路徑，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)導出口的優(yōu)化數(shù)據(jù)為作業(yè)人員所用。

所述數(shù)據(jù)庫模塊里的經(jīng)驗數(shù)據(jù)除了自身采集的，也有與互聯(lián)網(wǎng)相連接從數(shù)據(jù)總庫中獲得，實時更新，以保證經(jīng)驗數(shù)據(jù)的可靠性。

所述數(shù)據(jù)備份與篩選模塊的大數(shù)據(jù)優(yōu)化技術采用大數(shù)據(jù)挖掘技術、LSSVM-QPSO算法。

所述內嵌的物理力學模型根據(jù)不同的監(jiān)測內容和工程要求，有多種編入方式：一是內嵌針對多種不同監(jiān)測內容的物理力學模型，可以同時預測多種監(jiān)測數(shù)據(jù)；二是內嵌針對一種監(jiān)測內容但不同的物理力學模型，用以相互驗證與比對。

所述預警標準會根據(jù)工程規(guī)范、物理力學模型評價準則確定。