CN110258673B - 一种建筑地基基础沉降监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑地基基础沉降监测系统，属于地基监测的技术领域，其包括用于建立第一状态三维图的建筑图建立模块、用于存储接收的信息的存储模块、用于实时建立中间状态三维图的监测记录模块和用于根据第一状态三维图和所有中间状态三维图生成叠加的三维图和曲线图的变化图生成模块，本发明具有能够根据监测人员对地基监测的数据来自动生成三维图图和曲线图，便于监测人员快速、直观地了解一片区域的地基沉降结果，加快监测人员的工作效率，自动化程度高的效果。
Description
技术领域
本发明涉及地基监测的技术领域，尤其是涉及一种建筑地基基础沉降监测系统。
背景技术
目前随着建筑技术的发展，在现浇混凝土结构的施工中必须使用各类模板体系。在现浇混凝土结构的施工中，模板坍塌的工程事故常有发生。建筑地基基础沉降监测在目前是工程进行中的必须项，现有地基沉降预测方法受其假设条件与实际存在较大不符的限制，所得沉降预测结果往往与实测沉降值之间存在较大差异。对地基沉降预测方法的研究有待进一步的发展。
现有技术可参考申请公开号为CN109695263A的中国发明专利，其公开了一种建筑地基基础沉降监测系统，其技术方案要点是：包括安装架、沉降监测PVC管、沉降磁环、固定磁环、单芯电缆、测量探头、数据自动采集系统以及旋转轴，旋转轴上套接有供单芯电缆缠绕的套筒，旋转轴与套筒之间设有锁合机构，旋转轴的一端设置有驱动电机；沉降监测PVC管垂直设置在地基基础内，沉降监测PVC管的外部等间距套装有多个沉降磁环，固定磁环套放在沉降监测PVC管的管口，安装架的底部设有滚轮，安装架上设有定位机构。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：同一个项目可能会涉及同一个地区的多处建筑建设，会建设多个建筑地基，监测人员就需要对所有建筑地基进行监测，但是由于每个地基的条件不同，监测人员需要对每个地基分别进行监测，得到的数据过多且复杂，智能化程度低，监测人员得到建筑地基下沉结果的速度慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑地基基础沉降监测系统，能够根据监测人员对地基监测的数据来自动生成三维图图和曲线图，便于监测人员快速、直观地了解一片区域的地基沉降结果，加快监测人员的工作效率，自动化程度高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种建筑地基基础沉降监测系统，包括：
建筑图建立模块，所述建筑图建立模块建立三维坐标系并接收外界输入的三维坐标，建筑图建立模块根据三维坐标在三维坐标系上建立地基初始位置的第一状态三维图，建筑图建立模块将第一状态三维图输出；
存储模块，所述存储模块接收建筑图建立模块输出的第一状态三维图，存储模块记录第一状态三维图接收的时间并存储第一状态三维图；
监测记录模块，所述监测记录模块接收外界输入的三维坐标并调用存储模块存储的第一状态三维图，监测记录模块生成中间状态三维图并传输给存储模块，存储模块记录每次中间状态三维图接收的时间并存储中间状态三维图；
变化图生成模块，所述变化图生成模块调用存储模块存储的第一状态三维图和所有中间状态三维图，变化图生成模块将第一状态三维图和所有中间状态三维图进行叠加并标记各点的时间，变化图生成模块根据叠加后的三维图上各点随时间变化三维坐标生成表示各点变化的曲线图。
通过采用上述方案，监测人员首先向系统输入地基最初的各个转折点的三维坐标，系统自动生成第一状态三维图，然后监测人员定期对地基进行监测，并将监测数据发送给系统，系统自动生成中间状态三维图，监测人员可以通过系统获得叠加后的三维图和曲线图，叠加后的三维图可以清晰地看出地基沉降的变化，比较容易看出各点位置是否能够保持水平，地基沉降是否不均匀，曲线图可以清晰地了解地基沉降速度的变化，使监测人员能够快速了解地基沉降的情况，便于监测人员预测未来地基沉降情况，自动化程度高，节省人工，能够加快监测人员的工作效率。
本发明进一步设置为：所述建筑图建立模块包括：
坐标系建立单元，所述坐标系建立单元建立三维坐标系并将三维坐标系输出；
第一坐标接收单元，所述第一坐标接收单元接收第一坐标系建立单元输出的三维坐标系，第一坐标接收单元接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记，第一坐标接收单元输出标记后的三维坐标系；
第一图建立单元，所述第一图建立单元接收第一坐标接收单元输出的三维坐标系，第一图建立单元将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成第一状态三维图，第一图建立单元将第一状态三维图传输给存储模块进行存储。
通过采用上述方案，系统首先建立三维坐标系，再接收到三维坐标后，将三维坐标顺次连接即可形成三维图。
本发明进一步设置为：所述监测记录模块包括：
坐标系调用单元，所述坐标系调用单元调用存储模块存储的第一状态三维图并读取其中的三维坐标系，坐标系调用单元输出三维坐标系；
中间坐标接收单元，所述中间坐标接收单元接收坐标系调用单元输出的三维坐标系，中间坐标接收单元实时接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记，中间坐标接收单元输出标记后的三维坐标系；
中间图建立单元，所述中间图建立单元接收中间坐标接收单元输出的三维坐标系，中间图建立单元将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成中间状态三维图，中间图建立单元将中间状态三维图传输给存储模块进行存储。
通过采用上述方案，系统在接收到监测人员后续输入的三维坐标后，会采用第一状态三维图内的三维坐标系来建立中间状态三维图，保证所有三维图都在同一坐标系中，使后续的处理结构能够准确。
本发明进一步设置为：所述变化图生成模块包括：
数据调用单元，所述数据调用单元接收外界指令后调用存储模块存储的第一状态三维图和所有中间状态三维图，数据调用单元输出第一状态三维图和所有中间状态三维图；
图叠加单元，所属图叠加单元接收数据调用单元输出的第一状态三维图和所有中间状态三维图，图叠加单元将第一状态三维图和所有中间状态三维图叠加至同一三维坐标系上，并按照第一状态三维图和中间状态三维图的建立时间对三维坐标系上的每个三维坐标点标记时间，图叠加单元输出叠加后的三维图；
曲线生成单元，所述曲线生成单元接收图叠加单元输出的三维图并读取各个三维坐标点的Y轴数值，曲线生成单元根据各个三维坐标点的Y轴数值和每个三维坐标点标记时间生成表示各点变化的曲线图。
通过采用上述方案，系统在接收到监测人员发出的指令后，会自动生成叠加后的三维图和曲线图，曲线图通过三维坐标点的Y轴数值获得，能够清晰的指出地基沉降速度变化的趋势。
本发明进一步设置为：变化图生成模块还包括动态图生成单元，所述动态图生成单元接收图叠加单元输出的三维图，动态图生成单元读取各个三维坐标点的三维坐标，动态图生成单元根据各个三维坐标点的三维坐标和标记时间生成动态变化图。
通过采用上述方案，系统还能够自动生成动态变化图，监测人员通过观看动态变化图可以直接看出地基沉降的变化。
本发明进一步设置为：变化图生成模块还包括显示单元，所述显示单元调用曲线生成单元的三维图和曲线图，显示单元调用动态图生成单元的动态变化图，显示单元将三维图、曲线图和动态变化图进行显示。
通过采用上述方案，显示单元能够将系统生成的图像显示给监测人员，方便监测人员进行查看。
本发明进一步设置为：显示单元连接有显示屏、VR设备和移动端，显示单元能够通过显示屏、VR设备和移动端显示三维图、曲线图和动态变化图。
通过采用上述方案，显示单元能够通过多种方式将结果展示给用户。
本发明进一步设置为：还包括监测点反证模块，所述监测点反证模块调用存储模块存储的第一状态三维图并接受外界输入的三维坐标，监测点反证模块将接受到的三维坐标标记在第一状态三维图上作为监测点坐标，同一三维图建立至少两个监测点坐标；每当存储模块在同一时间接收到多个中间状态三维图时，存储模块将多个中间状态三维图发送给监测点反证模块，监测点反证模块对比多个中间状态三维图是否相同，若有中间状态三维图不同，则将该中间状态三维图调出。
通过采用上述方案，由于监测人员在对地基进行监测时，监测人员需要采用监测点为基础点，来获取地基各点的三维坐标，通常都会设立多个监测点，但是监测点可能被人为破坏或发生沉降，所以需要监测点反证模块来检测监测点是否出现问题。
本发明进一步设置为：还包括监测点异常模块，所述监测点异常模块接收监测点反证模块调出的中间状态三维图，监测点异常模块将中间状态三维图进行显示并报警。
通过采用上述方案，监测点异常模块能够在监测点反证模块发现异常的中间状态三维图时自动进行报警并向监测人员显示异常的中间状态三维图，使监测人员能够快速、轻松地了解到异常的监测点的相关信息。
本发明进一步设置为：还包括最终图提示模块，所述最终图提示模块调用存储模块最近存储的数量为X的中间状态三维图，最终图提示模块将调用的中间状态三维图进行比较，当所有中间状态三维图完全相同时，最终图提示模块选取生成时间最新的中间状态三维图进行显示。
通过采用上述方案，监测人员在系统内设定好X的值后，系统能够自动判断地基已经不再沉降并生成最终状态三维图，辅助监测人员完成对地基的监测过程。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 监测人员首先向系统输入地基最初的各个转折点的三维坐标，系统自动生成第一状态三维图，然后监测人员定期对地基进行监测，并将监测数据发送给系统，系统自动生成中间状态三维图，监测人员可以通过系统获得叠加后的三维图和曲线图，叠加后的三维图可以清晰地看出地基沉降的变化，比较容易看出各点位置是否能够保持水平，地基沉降是否不均匀，曲线图可以清晰地了解地基沉降速度的变化，使监测人员能够快速了解地基沉降的情况，便于监测人员预测未来地基沉降情况，自动化程度高，节省人工，能够加快监测人员的工作效率；
2. 系统还能够自动生成动态变化图，监测人员通过观看动态变化图可以直接看出地基沉降的变化；
3. 由于监测人员在对地基进行监测时，监测人员需要采用监测点为基础点，来获取地基各点的三维坐标，通常都会设立多个监测点，但是监测点可能被人为破坏或发生沉降，所以需要监测点反证模块来检测监测点是否出现问题。
附图说明
图1是实施例的整体系统框图；
图2是实施例中突出建筑图建立模块和监测记录模块的系统框图；
图3是实施例中突出变化图生成模块的系统框图；
图4是实施例中突出叠加后的三维图的示意图；
图5是实施例中突出曲线图的示意图。
图中，1、建筑图建立模块；11、坐标系建立单元；12、第一坐标接收单元；13、第一图建立单元；2、监测记录模块；21、坐标系调用单元；22、中间坐标接收单元；23、中间图建立单元；3、变化图生成模块；31、数据调用单元；32、图叠加单元；33、曲线生成单元；34、动态图生成单元；35、显示单元；351、显示屏；352、VR设备；353、移动端；4、存储模块；5、监测点反证模块；6、监测点异常模块；7、最终图提示模块。
具体实施方式
实施例：一种建筑地基基础沉降监测系统，如图1所示，包括建筑图建立模块1、存储模块4、监测记录模块2、变化图生成模块3、监测点反证模块5、监测点异常模块6和最终图提示模块7。存储模块4用于接收并存储信息。
如图1和图2所示，建筑图建立模块1包括坐标系建立单元11、第一坐标接收单元12和第一图建立单元13。坐标系建立单元11建立三维坐标系并将三维坐标系输出。第一坐标接收单元12接收第一坐标系建立单元11输出的三维坐标系，第一坐标接收单元12接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记。第一坐标接收单元12输出标记后的三维坐标系。第一图建立单元13接收第一坐标接收单元12输出的三维坐标系，第一图建立单元13将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成第一状态三维图。第一图建立单元13将第一状态三维图传输给存储模块4。存储模块4接收第一图建立单元13输出的第一状态三维图，存储模块4记录第一状态三维图接收的时间并存储第一状态三维图。
如图1和图2所示，监测记录模块2包括坐标系调用单元21、中间坐标接收单元22和中间图建立单元23。坐标系调用单元21调用存储模块4存储的第一状态三维图并读取其中的三维坐标系，坐标系调用单元21输出三维坐标系。中间坐标接收单元22接收坐标系调用单元21输出的三维坐标系，中间坐标接收单元22实时接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记。中间坐标接收单元22输出标记后的三维坐标系。中间图建立单元23接收中间坐标接收单元22输出的三维坐标系，中间图建立单元23将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成中间状态三维图。中间图建立单元23将中间状态三维图传输给存储模块4进行存储。存储模块4记录每次中间状态三维图接收的时间并存储中间状态三维图。
如图1和图3所示，变化图生成模块3包括数据调用单元31、图叠加单元32、曲线生成单元33、动态图生成单元34和显示单元35。数据调用单元31接收外界指令后调用存储模块4存储的第一状态三维图和所有中间状态三维图，数据调用单元31输出第一状态三维图和所有中间状态三维图。图叠加单元32接收数据调用单元31输出的第一状态三维图和所有中间状态三维图。图叠加单元32将第一状态三维图和所有中间状态三维图叠加至同一三维坐标系上，并按照第一状态三维图和中间状态三维图的建立时间对三维坐标系上的每个三维坐标点标记时间，图叠加单元32输出叠加后的三维图(参见图4)。
如图3所示，曲线生成单元33接收图叠加单元32输出的三维图并读取各个三维坐标点的Y轴数值，曲线生成单元33根据各个三维坐标点的Y轴数值和每个三维坐标点标记时间生成表示各点变化的曲线图(参见图5)。动态图生成单元34接收图叠加单元32输出的三维图，动态图生成单元34读取各个三维坐标点的三维坐标。动态图生成单元34根据各个三维坐标点的三维坐标和标记时间生成动态变化图。
如图3所示，显示单元35调用曲线生成单元33的三维图和曲线图，显示单元35调用动态图生成单元34的动态变化图。显示单元35连接有显示屏351、VR设备352和移动端353，显示单元35能够通过显示屏351、VR设备352和移动端353显示三维图、曲线图和动态变化图。
回看图1，监测点反证模块5调用存储模块4存储的第一状态三维图并接受外界输入的三维坐标，监测点反证模块5将接受到的三维坐标标记在第一状态三维图上作为监测点坐标，同一三维图建立至少两个监测点坐标。每当存储模块4在同一时间接收到多个中间状态三维图时，存储模块4将多个中间状态三维图发送给监测点反证模块5。监测点反证模块5对比多个中间状态三维图是否相同，若有中间状态三维图不同，则将该中间状态三维图调出。由于监测人员在对地基进行监测时，监测人员需要采用监测点为基础点，来获取地基各点的三维坐标，通常都会设立多个监测点，但是监测点可能被人为破坏或发生沉降，所以需要监测点反证模块5来检测监测点是否出现问题。
如图1所示，监测点异常模块6接收监测点反证模块5调出的中间状态三维图，监测点异常模块6将中间状态三维图进行显示并报警。监测点异常模块6能够在监测点反证模块5发现异常的中间状态三维图时自动进行报警并向监测人员显示异常的中间状态三维图，使监测人员能够快速、轻松地了解到异常的监测点的相关信息。
如图1所示，最终图提示模块7调用存储模块4最近存储的数量为X的中间状态三维图，最终图提示模块7将调用的中间状态三维图进行比较。当所有中间状态三维图完全相同时，最终图提示模块7选取生成时间最新的中间状态三维图进行显示。监测人员在系统内设定好X的值后，系统能够自动判断地基已经不再沉降并生成最终状态三维图，辅助监测人员完成对地基的监测过程。
使用方式：在开始监测一片区域的地基沉降速度后，首先确定多个监测点，然后监测人员通过监测点获取地基的各个转折点的三维坐标，系统自动生成第一状态三维图。监测人员定期对地基进行监测，并将监测数据发送给系统，系统自动生成中间状态三维图。监测人员可以通过系统获得叠加后的三维图、曲线图和动态变化图。叠加后的三维图可以清晰地看出地基沉降的变化，比较容易看出各点位置是否能够保持水平，地基沉降是否不均匀。曲线图可以清晰地了解地基沉降速度的变化，使监测人员能够快速了解地基沉降的情况。监测人员通过观看动态变化图可以直接看出地基沉降的变化。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于，包括：
建筑图建立模块(1)，所述建筑图建立模块(1)建立三维坐标系并接收外界输入的三维坐标，建筑图建立模块(1)根据三维坐标在三维坐标系上建立地基初始位置的第一状态三维图，建筑图建立模块(1)将第一状态三维图输出；建筑图建立模块(1)包括坐标系建立单元(11)、第一坐标接收单元(12)和第一图建立单元(13)；所述坐标系建立单元(11)建立三维坐标系并将三维坐标系输出；所述第一坐标接收单元(12)接收第一坐标系建立单元(11)输出的三维坐标系，第一坐标接收单元(12)接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记，第一坐标接收单元(12)输出标记后的三维坐标系；所述第一图建立单元(13)接收第一坐标接收单元(12)输出的三维坐标系，第一图建立单元(13)将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成第一状态三维图，第一图建立单元(13)将第一状态三维图传输给存储模块(4)进行存储；
存储模块(4)，所述存储模块(4)接收建筑图建立模块(1)输出的第一状态三维图，存储模块(4)记录第一状态三维图接收的时间并存储第一状态三维图；
监测记录模块(2)，所述监测记录模块(2)接收外界输入的三维坐标并调用存储模块(4)存储的第一状态三维图，监测记录模块(2)生成中间状态三维图并传输给存储模块(4)，存储模块(4)记录每次中间状态三维图接收的时间并存储中间状态三维图；
变化图生成模块(3)，所述变化图生成模块(3)调用存储模块(4)存储的第一状态三维图和所有中间状态三维图，变化图生成模块(3)将第一状态三维图和所有中间状态三维图进行叠加并标记各点的时间，变化图生成模块(3)根据叠加后的三维图上各点随时间变化三维坐标生成表示各点变化的曲线图。
2.根据权利要求1所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述监测记录模块(2)包括：
坐标系调用单元(21)，所述坐标系调用单元(21)调用存储模块(4)存储的第一状态三维图并读取其中的三维坐标系，坐标系调用单元(21)输出三维坐标系；
中间坐标接收单元(22)，所述中间坐标接收单元(22)接收坐标系调用单元(21)输出的三维坐标系，中间坐标接收单元(22)实时接收外界输入的三维坐标并在三维坐标系上进行标记，中间坐标接收单元(22)输出标记后的三维坐标系；
中间图建立单元(23)，所述中间图建立单元(23)接收中间坐标接收单元(22)输出的三维坐标系，中间图建立单元(23)将三维坐标系上标记后的各点依次连接，形成中间状态三维图，中间图建立单元(23)将中间状态三维图传输给存储模块(4)进行存储。
3.根据权利要求1所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于，所述变化图生成模块(3)包括：
数据调用单元(31)，所述数据调用单元(31)接收外界指令后调用存储模块(4)存储的第一状态三维图和所有中间状态三维图，数据调用单元(31)输出第一状态三维图和所有中间状态三维图；
图叠加单元(32)，所述图叠加单元(32)接收数据调用单元(31)输出的第一状态三维图和所有中间状态三维图，图叠加单元(32)将第一状态三维图和所有中间状态三维图叠加至同一三维坐标系上，并按照第一状态三维图和中间状态三维图的建立时间对三维坐标系上的每个三维坐标点标记时间，图叠加单元(32)输出叠加后的三维图；
曲线生成单元(33)，所述曲线生成单元(33)接收图叠加单元(32)输出的三维图并读取各个三维坐标点的Y轴数值，曲线生成单元(33)根据各个三维坐标点的Y轴数值和每个三维坐标点标记时间生成表示各点变化的曲线图。
4.根据权利要求3所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：变化图生成模块(3)还包括动态图生成单元(34)，所述动态图生成单元(34)接收图叠加单元(32)输出的三维图，动态图生成单元(34)读取各个三维坐标点的三维坐标，动态图生成单元(34)根据各个三维坐标点的三维坐标和标记时间生成动态变化图。
5.根据权利要求4所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：变化图生成模块(3)还包括显示单元(35)，所述显示单元(35)调用曲线生成单元(33)的三维图和曲线图，显示单元(35)调用动态图生成单元(34)的动态变化图，显示单元(35)将三维图、曲线图和动态变化图进行显示。
6.根据权利要求5所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：显示单元(35)连接有显示屏(351)、VR设备(352)和移动端(353)，显示单元(35)能够通过显示屏(351)、VR设备(352)和移动端(353)显示三维图、曲线图和动态变化图。
7.根据权利要求1所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：还包括监测点反证模块(5)，所述监测点反证模块(5)调用存储模块(4)存储的第一状态三维图并接受外界输入的三维坐标，监测点反证模块(5)将接受到的三维坐标标记在第一状态三维图上作为监测点坐标，同一三维图建立至少两个监测点坐标；每当存储模块(4)在同一时间接收到多个中间状态三维图时，存储模块(4)将多个中间状态三维图发送给监测点反证模块(5)，监测点反证模块(5)对比多个中间状态三维图是否相同，若有中间状态三维图不同，则将该中间状态三维图调出。
8.根据权利要求7所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：还包括监测点异常模块(6)，所述监测点异常模块(6)接收监测点反证模块(5)调出的中间状态三维图，监测点异常模块(6)将中间状态三维图进行显示并报警。
9.根据权利要求1所述的一种建筑地基基础沉降监测系统，其特征在于：还包括最终图提示模块(7)，所述最终图提示模块(7)调用存储模块(4)最近存储的数量为X的中间状态三维图，最终图提示模块(7)将调用的中间状态三维图进行比较，当所有中间状态三维图完全相同时，最终图提示模块(7)选取生成时间最新的中间状态三维图进行显示。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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