[發明專利]一種用于建筑物形變的智能監控系統的智能監測方法

在審

• 申請號: 202110407208.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113188515A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王景霞;孫芳芳
• 申請（專利權）人: 鄭州科技學院
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C9/02;G01C5/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種用于建筑物形變的智能監控系統的智能監測方法，其特征是，智能監控系統包括建筑物、數據監測采集儀、第一被監測儀、第二被監測儀和智能監控平臺，所述數據監測采集儀設置有無線通信單元和數據監測采集單元，且數據監測采集儀布置在建筑物B面的正前方的水平面上，所述第一被監測儀布置在建筑物B面的頂層的中心線一端，且第一被監測儀用于定位建筑物B面的頂層的中心線一端位置變化，所述第二被監測儀布置在建筑物B面的頂層的中心線另一端，且第二被監測儀用于定位建筑物B面的頂層的中心線另一端位置變化，所述數據監測采集儀利用數據監測采集單元來同時獲取第一被監測儀和第二被監測儀分別離水平面的垂直距離，所述數據監測采集儀還利用數據監測采集單元來獲取第一被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物B面的平面與第二被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物B面的平面之間的垂直距離，所述數據監測采集儀還利用數據監測采集單元來獲取第一被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物B面且垂直于水平面的平面的垂直距離，所述數據監測采集儀還利用數據監測采集單元來獲取第二被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物B面且垂直于水平面的平面的垂直距離，所述智能監控平臺設置有無線通信單元、形變智能監控單元和數據存儲單元，且智能監控平臺利用無線通信單元與數據監測采集儀的無線通信單元進行無線連接，智能監控平臺利用形變智能監控單元進行建筑物的傾斜與沉降安全預測和傾斜度計算，智能監控平臺利用數據存儲單元進行監測采集的數據和分析計算的數據儲存；

智能監測方法包括以下步驟：

(一)首先，在建筑物建成之時，數據監測采集儀利用數據監測采集單元獲取第一被監測儀離水平面的垂直距離H₀₁、第二被監測儀離水平面的垂直距離H₀₂、第一被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物B面且垂直于水平面的平面的垂直距離X₀₁、第二被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物B面且垂直于水平面的平面的垂直距離X₀₂、第一被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物B面的平面與第二被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物B面的平面之間的垂直距離Y₀，然后數據監測采集儀通過無線通信單元將垂直距離H₀₁、垂直距離H₀₂、垂直距離X₀₁、垂直距離X₀₂和垂直距離Y₀無線傳輸至智能監控平臺并進行數據儲存；

(二)其次，在建筑物使用過程中，數據監測采集儀利用數據監測采集單元實時獲取第一被監測儀離水平面的垂直距離H₁₁、第二被監測儀離水平面的垂直距離H₁₂、第一被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物初始B面且垂直于水平面的平面的垂直距離X₁₁、第二被監測儀離數據監測采集儀所在平行于建筑物初始B面且垂直于水平面的平面的垂直距離X₁₂、第一被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物初始B面的平面與第二被監測儀所在垂直于水平面且垂直于建筑物初始B面的平面之間的垂直距離Y₁，然后數據監測采集儀通過無線通信單元將垂直距離H₁₁、垂直距離H₁₂、垂直距離X₁₁、垂直距離X₁₂和垂直距離Y₁無線傳輸至智能監控平臺并進行數據儲存；

(三)然后，先根據實時采集的H₁₁、H₁₂、X₁₁、X₁₂和Y₁來查詢智能監控平臺的數據存儲單元，以獲取建筑物的沉降方向、傾斜方向和傾斜角度的對應數值；若無建筑物的沉降方向、傾斜方向和傾斜角度的對應數值，再利用智能監控平臺的形變智能監控單元進行建筑物的沉降方向、傾斜方向和傾斜角度的計算分析，計算模型如下所示：

在x方向，建筑物的傾斜計算模型為公式(1)：

其中：α為建筑物在x方向的傾斜角度，且(X₀₁+X₀₂)＞(X₁₁+X₁₂)表示建筑物朝向+x方向傾斜，(X₀₁+X₀₂)＞(X₁₁+X₁₂)表示建筑物朝向-x方向傾斜；

在x方向，建筑物的沉降判定模型為公式(2)：

此時，若則建筑物在x方向發生了沉降；

在y方向，建筑物的傾斜計算模型為公式(3)：

其中：β為建筑物在y方向的傾斜角度，且(H₁₁-H₁₂)＞0表示建筑物朝向+y方向傾斜，(H₁₁-H₁₂)＜0表示建筑物朝向-y方向傾斜；

在y方向，當(H₁₁-H₁₂)＞0時，建筑物的沉降判定模型為公式(4)：

此時，若H₀₂＞Z_x，則建筑物在y方向發生了沉降；

在y方向，當(H₁₁-H₁₂)＜0時，建筑物的沉降判定模型為公式(5)：

此時，若H₀₁＞Z_x，則建筑物在y方向發生了沉降；

(四)最后，將第(三)步驟中的沉降方向、傾斜方向和傾斜角度的計算結果數據儲存于智能監控平臺的數據存儲單元，根據時間的不斷推移，再從第(二)步驟開始實時重復地進行建筑物的沉降方向、傾斜方向和傾斜角度的判斷分析。