CN110310021B - 一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统 - Google Patents

一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，包括云端管理平台，在所述云端管理平台内由企业数据库、监测点场地信息输入模块、智能预测模块、监测数据预处理模块和监测数据集成采集模块组成；根据不同监测项设置测量机器人或监测传感器，收集数据并传输至监测数据集成采集模块，然后经过监测数据预处理模块将监测数据进行处理后发送至云端管理平台。本发明能够录入并收集工程监测点处的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等资料，同时能与监测点进行匹配，通过不断收集监测点数据形成企业大数据库，特别是实际监测过程中出现预警和报警的监测点数据，能够更准确的为预测出的预警监测点提供判定依据。

Description

一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统
技术领域
本发明涉及建筑工程基坑监测领域，具体涉及一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统。
背景技术
基坑监测是深基坑开挖前需要做的一项准备工作，是保证基坑安全，防止基坑坍塌的一项重要措施。往往基坑监测是委托专业的第三方检测公司进行，并且检测公司在行业内仅不断重复着委托监测的业务，监测结束后的项目数据仅做留存，未能得到很好的利用。因此业内急需一种能够将每个监测点数据与当前项目环境进行匹配，并且能够收集利用和分析数据的监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，能够录入并收集工程监测点处的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等资料，同时能与监测点进行匹配，通过不断收集监测点数据形成企业大数据库，特别是实际监测过程中出现预警和报警的监测点数据，能够更准确的为预测出的预警监测点提供判定依据。
为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，包括云端管理平台，在所述云端管理平台内由企业数据库、监测点场地信息输入模块、智能预测模块、监测数据预处理模块和监测数据集成采集模块组成；根据不同监测项设置测量机器人或监测传感器，收集数据并传输至监测数据集成采集模块，然后经过监测数据预处理模块将监测数据进行处理后发送至云端管理平台。
作为上述技术方案的优选实施方式，本发明实施例提供的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，场地环境与监测点匹配系统实现基坑监测预警包括下述步骤：
第一步、录入本工程监测点信息，通过监测点场地信息输入模块导入基坑现场平面图，在平面图上可插入监测点信息并能与现场实际监测点数据进行匹配，同时在监测点场地信息输入模块内可将每个监测点的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等信息录入，录入的信息会存入企业数据库；
第二步、对本工程各监测点进行预警预测，通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来发展趋势进行预测；
第三步、与企业数据库进行匹配筛选，将预测出可能会出现预警监测点目前的累计曲线与企业数据库中收集的各类工程实际达到预警和报警值的这类监测点的累计曲线群进行匹配，得到少数相似曲线，每个曲线对应着企业数据库中各工程录入的实际监测点信息；
第四步、场地信息匹配筛选，将第三步筛选得到的相似曲线与本工程预测出的预警监测点进行场地信息匹配，包括该监测点的工程地质情况、水文地质情况等信息匹配，匹配的精度可人工设置，最终将得到一条最相似曲线，系统对最相似曲线与预测曲线进行修正，得到最终的修正预测曲线并发出正确预警，可根据该预测曲线对基坑采取加固措施。
作为上述技术方案的改进，所述云端管理平台为云端服务器，所有系统均集成在云端服务器内，云端服务器选用阿里云。
作为上述技术方案的改进，所述企业数据库内收集了各个不同项目基坑监测过程中各实际监测点的累计变化曲线，即收集基坑监测过程中监测点达到预警值和报警值的累计变化曲线，同时通过监测点场地信息输入模块，收集各工程监测点场地信息。
作为上述技术方案的改进，所述监测点场地信息输入模块能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式例如CAD格式、图片格式等。
作为上述技术方案的改进，所述智能预测模块是采用人工神经网络模型对水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等检测项中的监测数据进行预测，并根据后续数据对模型进行修正，做到提前预警。
作为上述技术方案的改进，所述监测数据预处理模块是在监测数据采集之后进行工作，预处理部分负责数据采集、插值处理、粗差处理和特征值提取等。
作为上述技术方案的改进，所述监测数据集成采集模块是通过测量机器人和各类监测传感器进行数据采集。
作为上述技术方案的改进，所述测量机器人是用于测量基坑的水平和垂直位移。
作为上述技术方案的改进，所述监测传感器是用于垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等监测项的监测，根据监测项的不同，通过埋设对应监测项的监测传感器进行数据采集。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明为自动化监测，大大降低了人力成本，同时监测频率可人工设置，大大提高了基坑监测的及时性和准确性。
(2)本发明通过建立智能预测模块，通过人工神经网络模型对各监测点未来的走势进行预测，为系统预警提供判定依据。
(3)本发明通过建立独有的企业数据库，收集各个项目监测数据，尤其是达到预警和报警监测点的历史数据和各工程各监测点的场地环境信息，为系统预警的准确性提供判定依据。
(4)本发明对各监测点的场地环境信息进行收集并存入企业数据库，通过对现场采集的数据进行预测，并与企业数据库内的收集的以往工程监测点历史数据进行匹配，将匹配得到的若干个结果与监测点场地环境信息再次进行匹配，通过这2个判定条件，大大提高了基坑预警的准确性和可靠性。
(5)本发明系统均集成在云端管理平台内，可远程控制、管理、查看，使用起来非常方便，并且系统扩展性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统的结构框图；
图2是本发明用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统的原理框图。
图中：1、云端管理平台；2、场地环境与监测点匹配系统；3、企业数据库；4、监测点场地信息输入模块；5、智能预测模块；6、监测数据预处理模块；7、监测数据集成采集模块；8、测量机器人；9、监测传感器；10、x#监测点；11、x#监测点预测曲线；12、x#监测点累计曲线；13、相似曲线；14、最相似曲线；15、x#监测点修正预测曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，如图1-2所示，在云端管理平台1内，由企业数据库3、监测点场地信息输入模块4、智能预测模块5、监测数据预处理模块6和监测数据集成采集模块7组成，根据不同监测项设置测量机器人8或监测传感器9，收集数据并传输至监测数据集成采集模块7，然后经过监测数据预处理模块6将监测数据进行处理后发送至云端管理平台1。
本发明可用于基坑监测中的水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等监测项。
实施例：以x#监测点10为例进行说明。实现x#监测点预警需要三步：第一步录入监测点信息，通过场地环境与监测点匹配系统2中的监测点场地信息输入模块4对x#监测点10的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等信息进行录入，数据会传输至企业数据库3；第二步对监测点进行预测，系统会根据x#监测点10目前累计监测数据即x#监测点累计曲线12，通过智能预测模块5进行预测，得到x#监测点预测曲线11，如果该预测曲线达到预警值则进行第三步，未达到预警值则到此步骤为止，即不发出预警信息；第三步与企业数据库进行匹配筛选，系统会将x#监测点累计曲线12在企业数据库3内进行匹配筛选，得到少数若干个相似曲线13；第四步场地信息匹配筛选，将第三步筛选得到的相似曲线13与x#监测点10进行场地信息匹配，包括该监测点的工程地质情况、水文地质情况等信息匹配，匹配的精度可人工设置，最终将得到一条最相似曲线14，最后系统对最相似曲线14与x#监测点预测曲线11进行修正，得到x#监测点修正预测曲线15并发出正确预警。可根据该预测曲线对基坑采取加固措施。
本发明一实施例中，所述云端管理平台1为云端服务器，本发明所有系统均集成在云端服务器内，本发明云端服务器以阿里云为例进行说明。
本发明一实施例中，所述企业数据库3内收集了各个不同项目基坑监测过程中各实际监测点的累计变化曲线，即收集基坑监测过程中监测点达到预警值和报警值的累计变化曲线，同时通过监测点场地信息输入模块4，收集各工程监测点场地信息。
本发明一实施例中，所述监测点场地信息输入模块4能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式例如CAD格式、图片格式等，具体格式支持不限于此。
本发明一实施例中，所述智能预测模块5是采用人工神经网络模型对水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等检测项中的监测数据进行预测，如并根据后续数据对模型进行修正，做到提前预警。
本发明一实施例中，所述监测数据预处理模块6是在监测数据采集之后进行工作，预处理部分负责数据采集、插值处理、粗差处理和特征值提取等。预处理模块能够减弱随机误差的影响，并且为后面预测提供数据。
本发明一实施例中，所述监测数据集成采集模块7是通过测量机器人8和各类监测传感器9进行数据采集。
本发明一实施例中，所述测量机器人8是用于测量基坑的水平和垂直位移，例如通过在基坑边坡上设置固定棱镜进行自动数据采集。本发明测量机器人8型号以拓普康MS05AXII为例进行说明。
本发明一实施例中，所述监测传感器9是用于垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等监测项的监测，根据监测项的不同，通过埋设对应监测项的监测传感器9进行数据采集。
更为具体地，本发明垂直位移监测采用的监测传感器9为静力水准仪，型号以HC-D300为例进行说明；支撑轴力监测采用的监测传感器9为埋入式应变计，型号以HC-9200为例进行说明；支撑轴力监测和围护结构内力监测采用的监测传感器9为钢筋应力计，型号以HC-9011为例进行说明；土压力监测采用的监测传感器9为土压力计，型号以HC-TY10为例进行说明；地下水位监测采用的监测传感器9为水位计，型号以HC-9500A为例进行说明；裂缝监测采用的监测传感器9为裂缝计，型号以HC-LF200为例进行说明；深层水平位移监测采用的监测传感器9为固定测斜仪，型号以HC-CX300为例进行说明；倾角监测采用的监测传感器9为倾角传感器，型号以HC-B200为例进行说明。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，包括：
云端管理平台，在所述云端管理平台内由企业数据库、监测点场地信息输入模块、智能预测模块、监测数据预处理模块和监测数据集成采集模块组成；
根据不同监测项设置测量机器人或监测传感器，收集数据并传输至监测数据集成采集模块，然后经过监测数据预处理模块将监测数据进行处理后发送至云端管理平台；
场地环境与监测点匹配系统实现基坑监测预警包括下述步骤：
第一步、录入本工程监测点信息，通过监测点场地信息输入模块导入基坑现场平面图，在平面图上插入监测点信息并能与现场实际监测点数据进行匹配，同时在监测点场地信息输入模块内将每个监测点的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图信息录入，录入的信息会存入企业数据库；
第二步、对本工程各监测点进行预警预测，通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来发展趋势进行预测；
第三步、与企业数据库进行匹配筛选，将预测出会出现预警监测点目前的累计曲线与企业数据库中收集的各类工程实际达到预警和报警值的这类监测点的累计曲线群进行匹配，得到少数相似曲线，每个曲线对应着企业数据库中各工程录入的实际监测点信息；
第四步、场地信息匹配筛选，将第三步筛选得到的相似曲线与本工程预测出的预警监测点进行场地信息匹配，包括该监测点的工程地质情况、水文地质情况信息匹配，匹配的精度人工设置，最终将得到一条最相似曲线，系统对最相似曲线与预测曲线进行修正，得到最终的修正预测曲线并发出正确预警，根据该预测曲线对基坑采取加固措施。
2.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述云端管理平台为云端服务器，所有系统均集成在云端服务器内，云端服务器选用阿里云。
3.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述企业数据库内收集了各个不同项目基坑监测过程中各实际监测点的累计变化曲线，即收集基坑监测过程中监测点达到预警值和报警值的累计变化曲线，同时通过监测点场地信息输入模块，收集各工程监测点场地信息。
4.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述监测点场地信息输入模块能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式为CAD格式或图片格式。
5.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述智能预测模块是采用人工神经网络模型对水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜检测项中的监测数据进行预测，并根据后续数据对模型进行修正，做到提前预警。
6.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述监测数据预处理模块是在监测数据采集之后进行工作，预处理部分负责数据采集、插值处理、粗差处理和特征值提取。
7.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述监测数据集成采集模块是通过测量机器人和各类监测传感器进行数据采集。
8.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述测量机器人是用于测量基坑的水平和垂直位移。
9.根据权利要求1所述的用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统，其特征在于，所述监测传感器是用于垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜监测项的监测，根据监测项的不同，通过埋设对应监测项的监测传感器进行数据采集。
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