[發明專利]一種建筑物震害智能預警監測方法

在審

• 申請號: 202010900307.2
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112085922A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 邸博;鄭愚;馬宏偉;張黎飛;孫璨
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B31/00;G06F30/13;G06F30/23
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了一種建筑物震害智能預警監測方法，S2、智能傳感器的信號采集：平穩狀態中，數據采集頻率較低，為1?10Hz；在激勵作用下(如結構抗力突變、結構振動突變、風壓突變、地震發生、地震信息輸入等)，采集頻率提高至50?100Hz，本發明涉及震害預警監測技術領域。該建筑物震害智能預警監測方法，基于樹莓派高集成度多軸傳感器，結合人工智能神經網絡算法，根據螞蟻群智能感知算法進行傳感器布置優化，建立一套基于高集成度、高性價比傳感器網絡，同時具備城市建筑群地震災害風險智能感知和快速評估系統，避免了傳統震害預警系統存在觀測手段單一、傳感器不具備數據篩查分析功能和檢測系統不具備城市災害風險監測與評估功能的問題。

技術領域

本發明涉及震害預警監測技術領域，具體為一種建筑物震害智能預警監測方法。

背景技術

隨著城市化進程的加快，我國的人口、財富正在迅速向城市集中，城市建筑群規模不斷擴大、結構形式日趨復雜、功能耦合愈加緊密。一旦發生強烈地震，會引起城市建筑群的嚴重破壞和重大人員傷亡、財產損失，對國家經濟發展和社會穩定構成重大威脅。要提升多災種和災害鏈綜合監測、風險早期識別和預報預警能力，做到監測預警、搶險救援及恢復重建的精準化。

現有的震害預警系統存在觀測手段單一、傳感器不具備數據篩查分析功能和檢測系統不具備城市災害風險監測與評估功能，導致震害早期識別、綜合監測和預報預警能力較差，為此，本發明提出了一種建筑物震害智能預警監測方法。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種建筑物震害智能預警監測方法，解決了現有的震害預警系統存在觀測手段單一、傳感器不具備數據篩查分析功能和檢測系統不具備城市災害風險監測與評估功能的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種建筑物震害智能預警監測方法，具體包括以下步驟：

S1、智能傳感器的安裝：采用螞蟻群智能算法，對智能傳感器的分布位置進行優化，在不同建筑中重點監測改建筑特征值，例如，高層重點監測自振周期，大跨結構重點監測變形等，然后在建筑物選擇后對智能傳感器進行安裝；

S2、智能傳感器的信號采集：平穩狀態中，數據采集頻率較低，為1-10Hz；在激勵作用下(如結構抗力突變、結構振動突變、風壓突變、地震發生、地震信息輸入等)，采集頻率提高至50-100Hz，保證信號精確度；

S3、智能傳感器的信號通訊：當信號采集均為高頻率采集，但是在10秒鐘之后，智能傳感器進行評判，若信號無改變，則進行低頻記錄存檔，若信號有改變，則進行高頻記錄存檔并進行通訊，利用智能傳感器將信號傳輸至終端服務器；

S4、智能傳感器的信號分析：傳輸至終端服務器內的數據通過人工智能算法神經網絡分析方法進行信號識別，然后將建筑物信號反饋特征歸納，不同類型的建筑物具有不同的震害反饋特征，選取8種具有代表性的大規模城市群建筑物進行震害反饋特征歸納；

S5、特征建筑物數據庫建立：通過多種方法(實地測量、規范指標、數值分析等)進行特征建筑物數據采集具體包括真實地震不同建筑物自振周期反饋、損傷情況，同時采用非線性有限元模型進行補充分析，建立特征建筑物數據庫。

優選的，所述S1中的智能傳感器通過樹莓派串口連接安裝加速度傳感器、陀螺儀、傾斜計、北斗模塊、GPS模塊、無線通訊模塊、5G模塊和無線充電模塊。

優選的，所述S1中的加速度傳感器是用來監測建筑物三軸震動信號，陀螺儀監測建筑物三軸旋轉變形信號。

優選的，所述S1中的傾斜儀用來監測建筑物三軸傾斜角度，北斗用來進行短時播報功能(輔助補充其他通訊功能)。