CN107944118A - 一种有效的建筑安全监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有效的建筑安全监测方法，在建筑施工现场安装相互连接的工控机、中央控制器、数字摄影机、变形监测传感器组、监测点内应力采集模块、北斗模块、预测分析模块、三维模拟仿真分析模块，中央控制器控制数字摄影机、变形监测传感器组、监测点内应力采集模块进行数据采集，通过北斗模块将所采集到的数据预测分析模块和中央处理器，通过预测分析模块和专家评估模块进行建筑施工情况的分析预测；通过三维模拟仿真分析模块建立建筑施工三维模型，通过在三维模型中插入虚拟作动器和虚拟传感器进行三维模拟仿真。本发明可用于各种施工坏境现场，消除施工过程中的安全信息隐患，有效的检测和管理施工现场，维护施工现场的检测系统的正常运作。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种有效的建筑安全监测方法。
背景技术
目前，建筑施工安全越来越受到人们的重视，但是以往的监测均是人为的进行测量观察，然后进行评估计算，无法真正对建筑施工的安全情况进行评估，同时其检测到的数据都是静态的，建筑的变形情况的发展情况会怎么样，以及这些变形数据会带来的安全隐患都无法进行预测分析，一旦问题发现较晚，便会带来巨大的损失。
同时，现有的建筑施工监测数据均通过有线网或者GPRS、3G等无线方式传输，大大提高了整个系统架设所需要的成本和时间，同时一旦信号较差便会造成数据传输的失败，使得监控缺乏连续性，从而使得整个监测过程的精确度大大降低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种有效的建筑安全监测方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种有效的建筑安全监测方法，依次包括以下步骤：
(1)变形监测传感器组，安装于建筑实时变形监测点，用于变形监测点的变形数据的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；
(2)视频数据采集模块，用于通过架设在建筑实时变形监测点周围的数字摄影机进行高分辨率现场变形图像数据以及建筑施工环境图像数据的采集，将采集到的图像数据通过北斗模块发送到中央处理器，并将采集到的图像数据按照预设的算法进行特征值的提取后，将所得的特征值发送到中央处理器；
(3)监测点内应力采集模块，用于进行建筑实时变形监测点内内应力数据值的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；
(4)中央处理器，用于接收变形监测传感器组、视频数据采集模块以及监测点内应力采集模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后发送到数据库进行储存，将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块；还用于将将完成标记的数据转换成三维模拟仿真分析模块所能识别的数据格式发送到三维模拟仿真分析模块；用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；
(5)预测分析模块，用于根据接收到的变形监测数据、变形监测图像以及内应力数据值进行建筑变形情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
(6)专家评估模块，用于储存各类典型的建筑变形、内应力数据及其所可能带来的建筑安全隐患模型，用于将接收到的变形传感器数据、变形图片数据以及内应力与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
(7)三维模拟仿真分析模块，用于通过ADAMS根据中央处理器所发送的数据和控制命令生成各种三维立体模型；
(8)虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模拟仿真分析模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使三维立体模型运动；还用于根据接收的控制命令进行三维立体模型的分解、切割、放大和缩小；
(9)虚拟传感器，为在三维立体模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；
(10)在仿真模拟的过程中，虚拟作动器通过循环执行仿真分析算法或仿真分析方法，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据；人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据。
进一步的，所述预测分析模块包括图形绘制模块，用于绘制并监测根据所述监测数据得出的各种曲线图对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
进一步的，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随开变形监测点推进的变化规律。
进一步的，还包括一显示屏，用于进行监测视频、监测图片以及监测数据的播放，内设转换模块，可以根据需要将监测视频或监测数据转换成文字播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
进一步的，所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块。
进一步的，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入模块采用扫描仪、摄像头或USB接口导入。
进一步的，还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机、风力发电机中的一种或两种。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过北斗短报文通讯技术进行数据的传输，无需架设通讯线路，使用方便，能全方位的对建筑施工情况进行实时的检测，从而得出建筑施工情况的多种评估结果，检测结果精确度高，且可以通过建筑施工三维模型的构建，对建筑施工的后续情况进行了预测和仿真分析，可以及时发现建筑施工过程中产生的问题，也可以将各种建筑施工方案转换成参数后作用于所建立的建筑施工三维模型，实现了建筑施工方案的合理选择。本方法安全实用，方法便捷，实时有效，避免了建筑施工监测中的安全问题，并且该方法可用于各种施工坏境现场，消除施工过程中的安全信息隐患，有效的检测和管理施工现场，维护施工现场的检测系统的正常运作。
附图说明
图1为本发明实施例一种有效的建筑安全监测方法的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示的一种有效的建筑安全监测方法，依次包括以下步骤：
(1)变形监测传感器组，安装于建筑实时变形监测点，用于变形监测点的变形数据的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；
(2)视频数据采集模块，用于通过架设在建筑实时变形监测点周围的数字摄影机进行高分辨率现场变形图像数据以及建筑施工环境图像数据的采集，将采集到的图像数据通过北斗模块发送到中央处理器，并将采集到的图像数据按照预设的算法进行特征值的提取后，将所得的特征值发送到中央处理器；
(3)监测点内应力采集模块，用于进行建筑实时变形监测点内内应力数据值的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；所述监测点内应力采集模块包括压力盒、应力计和应变计等传感器；
(4)中央处理器，用于接收变形监测传感器组、视频数据采集模块以及监测点内应力采集模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后发送到数据库进行储存，将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块；还用于将将完成标记的数据转换成三维模拟仿真分析模块所能识别的数据格式发送到三维模拟仿真分析模块；用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；
(5)预测分析模块，用于根据接收到的变形监测数据、变形监测图像以及内应力数据值进行建筑变形情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
(6)专家评估模块，用于储存各类典型的建筑变形、内应力数据及其所可能带来的建筑安全隐患模型，用于将接收到的变形传感器数据、变形图片数据以及内应力与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
(7)三维模拟仿真分析模块，用于通过ADAMS根据中央处理器所发送的数据和控制命令生成各种三维立体模型；
(8)虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模拟仿真分析模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使三维立体模型运动；还用于根据接收的控制命令进行三维立体模型的分解、切割、放大和缩小；
(9)虚拟传感器，为在三维立体模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；所述虚拟传感器采用变形监测传感器；
(10)在仿真模拟的过程中，虚拟作动器通过循环执行仿真分析算法或仿真分析方法，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据；人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据。
本实施例中，所述预测分析模块包括图形绘制模块，用于绘制并监测根据所述监测数据得出的各种曲线图对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
本实施例中，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随开变形监测点推进的变化规律。
本实施例中，还包括一显示屏，用于进行监测视频、监测图片以及监测数据的播放，内设转换模块，可以根据需要将监测视频或监测数据转换成文字播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
本实施例中，所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块。
本实施例中，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入模块采用扫描仪、摄像头或USB接口导入。
本实施例中，还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机、风力发电机中的一种或两种。
综上所述，本发明通过北斗短报文通讯技术进行数据的传输，无需架设通讯线路，使用方便，能全方位的对建筑施工情况进行实时的检测，从而得出建筑施工情况的多种评估结果，检测结果精确度高，且可以通过建筑施工三维模型的构建，对建筑施工的后续情况进行了预测和仿真分析，可以及时发现建筑施工过程中产生的问题，也可以将各种建筑施工方案转换成参数后作用于所建立的建筑施工三维模型，实现了建筑施工方案的合理选择。本方法安全实用，方法便捷，实时有效，避免了建筑施工监测中的安全问题，并且该方法可用于各种施工坏境现场，消除施工过程中的安全信息隐患，有效的检测和管理施工现场，维护施工现场的检测系统的正常运作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：依次包括以下步骤，
(1)变形监测传感器组，安装于建筑实时变形监测点，用于变形监测点的变形数据的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；
(2)视频数据采集模块，用于通过架设在建筑实时变形监测点周围的数字摄影机进行高分辨率现场变形图像数据以及建筑施工环境图像数据的采集，将采集到的图像数据通过北斗模块发送到中央处理器，并将采集到的图像数据按照预设的算法进行特征值的提取后，将所得的特征值发送到中央处理器；
(3)监测点内应力采集模块，用于进行建筑实时变形监测点内内应力数据值的采集，并将采集到的数据通过北斗模块发送到中央处理器和预测分析模块；
(4)中央处理器，用于接收变形监测传感器组、视频数据采集模块以及监测点内应力采集模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗信息进行标记后发送到数据库进行储存，将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块；还用于将将完成标记的数据转换成三维模拟仿真分析模块所能识别的数据格式发送到三维模拟仿真分析模块；用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；
(5)预测分析模块，用于根据接收到的变形监测数据、变形监测图像以及内应力数据值进行建筑变形情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
(6)专家评估模块，用于储存各类典型的建筑变形、内应力数据及其所可能带来的建筑安全隐患模型，用于将接收到的变形传感器数据、变形图片数据以及内应力与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
(7)三维模拟仿真分析模块，用于通过ADAMS根据中央处理器所发送的数据和控制命令生成各种三维立体模型；
(8)虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与三维模拟仿真分析模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使三维立体模型运动；还用于根据接收的控制命令进行三维立体模型的分解、切割、放大和缩小；
(9)虚拟传感器，为在三维立体模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；
(10)在仿真模拟的过程中，虚拟作动器通过循环执行仿真分析算法或仿真分析方法，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据；人机操作模块，用于用户登录，还用于输入各种控制命令和待储存数据。
2.根据权利要求1所述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：所述预测分析模块包括图形绘制模块，用于绘制并监测根据所述监测数据得出的各种曲线图对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
3.根据权利要求2述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随开变形监测点推进的变化规律。
4.根据权利要求1所述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：还包括一显示屏，用于进行监测视频、监测图片以及监测数据的播放，内设转换模块，可以根据需要将监测视频或监测数据转换成文字播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
5.根据权利要求1所述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块。
6.根据权利要求5所述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入模块采用扫描仪、摄像头或USB接口导入。
7.根据权利要求1所述的一种有效的建筑安全监测方法，其特征在于：还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机、风力发电机中的一种或两种。
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