CN111625903B - 一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及闸门结构监测技术领域，具体公开了一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，其中，船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法包括：实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；获取船闸弧面三角闸门的设计参数；根据每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；根据分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。本发明还公开了一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置及船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统。本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法能够实时监测闸门的沉降变形状况。

Description

一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及闸门结构监测技术领域，尤其涉及一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法、船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置及包括该船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统。

背景技术

近年来，随着航运事业的高速发展，水上运输量急剧增多，船闸通过量也增速迅猛。但随着船闸处于全年24小时超负荷运转状态，船闸弧面三角闸门的结构安全隐患也更加突出。船闸弧面三角闸门长期处于低速、重载的工况条件下，随着弧面三角闸门启闭次数的不断增加，闸门的运转件如顶枢、底枢的接触界面之间会出现润滑不良等状况。而三角闸门在运转过程中由于受到自身重力、涌浪冲击、船舶撞击、频繁启闭及及水下门体两侧巨大水压等共同作用也加剧了三角闸门水下底枢蘑菇头和蘑菇头帽的摩擦损坏，从而引发闸门底枢沉降及闸门整体出现不同程度变形及沉降问题，长此以往会对三角闸门和底枢产生破坏性的危害而提前停航大修，不但影响通航安全，还将带来严重的社会影响和经济损失。

为保证船闸的结构安全，目前采用的解决方法是定期停航人工检修及固定年限为一周期的大修，这种方法费时费力，对船闸航运产生巨大的影响，使得过往船只无法通航，造成不必要的经济损失。最为重要的是人工检测无法做到实时直接监测，且蘑菇头位于门体底枢深层位置检修极为不便，从而带来了很大的安全隐患。

因此，如何能够实时监测闸门的沉降变形状况成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法、船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置及包括该船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，解决相关技术中存在的无法实现对闸门的沉降变形状况进行实时监测分析的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，其中，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法包括：

实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

进一步地，所述船闸弧面三角闸门上设置两个监测点。

进一步地，所述根据所述分析模型分析船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息，包括：

根据所述分析模型获得船闸弧面三角闸门的两个监测点的沉降位移信息h₁和h₂，以及船闸弧面三角闸门在开启状态下两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2。

进一步地，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括：根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况。

进一步地，所述根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况，包括：

当h₁≈h₂，且θ_y1≈θ_y2≈0，θ_x1≈θ_x2＜0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1≈θ_y2，θ_x1≈θ_x2≈0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧左右倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1＞0,θ_y2＜0，θ_x1≈θ_x2时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧向两端塌陷变形情况，且所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向向下倾斜。

进一步地，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括在所述根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息的步骤后进行的：

将所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息与预设报警阈值进行比较；

当所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息超过所述预设报警阈值时，发出报警信号。

作为本发明的另一个方面，提供一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，其中，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置包括：

第一获取模块，用于实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

第二获取模块，用于获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

建模模块，用于根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

分析模块，用于根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

作为本发明的另一个方面，提供一种船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，其中，包括：开度监测装置、沉降位移监测装置、双轴倾斜角监测装置、数据库系统和前文所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，所述开度监测装置、沉降位移监测装置、双轴倾斜角监测装置和所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置均与所述数据库系统通信连接，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点；

所述开度监测装置用于实时采集每个监测点处的开度信息，并将采集到的所述开度信息发送至所述数据库系统；

所述沉降位移监测装置用于实时采集每个监测点处的沉降位移信息，并将采集到的所述沉降位移信息发送至所述数据库系统；

所述双轴倾斜角监测装置用于实时采集每个监测点处的双轴倾斜角信息，并将采集到的所述双轴倾斜角信息发送至所述数据库系统；

所述数据库系统用于接收并保存每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置用于获取所述数据库系统中的每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并根据每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

进一步地，所述开度监测装置包括角度位移传感器，所述沉降位移监测装置包括沉降测距传感器，所述双轴倾斜角监测装置包括双轴倾角传感器。

进一步地，所述数据库系统包括云端数据库系统。

本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，通过实时获取船闸弧面三角闸门上监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并通过闸门开度信息、闸门弧面门体沉降位移信息与闸门双轴倾斜信息实现对三角闸门底枢沉降及蘑菇头磨损状况及三角闸门整体沉降变形状况进行数学建模的分析与评估，实现了实时监测闸门的沉降变形的目的，且能够保障弧面三角闸门的稳定工作同时也方便专业维修人员对船闸三角闸门检修提供理论依据及建议方案。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法的流程图。

图2为本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统的结构框图。

图3为本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统的具体实施方式结构框图。

图4为本发明提供的角度位移传感器、沉降监测传感器及双轴倾角传感器的安装位置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，图1是根据本发明实施例提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法的流程图，如图1所示，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法包括：

S110、实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

S120、获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

S130、根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

S140、根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

本发明实施例提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，通过实时获取船闸弧面三角闸门上监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并通过闸门开度信息、闸门弧面门体沉降位移信息与闸门双轴倾斜信息实现对三角闸门底枢沉降及蘑菇头磨损状况及三角闸门整体沉降变形状况进行数学建模的分析与评估，实现了实时监测闸门的沉降变形状况的目的，且能够保障弧面三角闸门的稳定工作同时也方便专业维修人员对船闸三角闸门检修提供理论依据及建议方案。

需要说明的是，所述船闸弧面三角闸门的设计参数具体可以为船闸弧面三角闸门的尺寸信息，该船闸弧面三角闸门的尺寸信息为设计时的已知信息。

具体地，在本发明实施例中，所述船闸弧面三角闸门上设置两个监测点。

具体地，所述根据所述分析模型分析船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息，包括：

根据所述分析模型获得船闸弧面三角闸门的两个监测点的沉降位移信息h₁和h₂，以及船闸弧面三角闸门在开启状态下两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2。

进一步具体地，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括：根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况。

需要说明的是，当船闸弧面三角闸门长期运行之后，船闸弧面三角闸门的底枢蘑菇头出现磨损，由于船闸弧面三角闸门整体中心偏向与弧面门体，所以会导致船闸弧面三角闸门的门体向下沉降状况，同时根据蘑菇头的磨损情况，船闸弧面三角闸门也有可能出现扇形闸门中心线两侧左右倾斜或向两边塌陷的变形状况。根据获取的传感器信息及可知的闸门尺寸信息，可以对闸门沉降及变形状况进行以下几种分析。

具体地，所述根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况，包括：

当h₁≈h₂，且θ_y1≈θ_y2≈0，θ_x1≈θ_x2＜0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1≈θ_y2，θ_x1≈θ_x2≈0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧左右倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1＞0,θ_y2＜0，θ_x1≈θ_x2时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧向两端塌陷变形情况，且所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向向下倾斜。

当船闸弧面三角闸门两处监测点的沉降位移信息h₁≈h₂，闸门切线方向的倾斜信息θ_y1≈θ_y2≈0，θ_x1≈θ_x2＜0时，设闸门底枢沉降为x，通过两点分别计算底枢沉降取平均可得到以下公式：

其中，l表示船闸弧面三角闸门顶枢中心到沉降监测点距离。

此时船闸弧面三角闸门的沉降变形情况是船闸弧面三角闸门出现沿着径向方向的倾斜，船闸弧面三角闸门两端点的沉降分别为h₁和h₂，船闸弧面三角闸门的底枢沉降约为x。

当船闸弧面三角闸门两处监测点的沉降位移信息h₁≠h₂，且相差较大，θ_y1≈θ_y2，θ_x1≈θ_x2≈0时，此时船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧左右倾斜情况，设船闸弧面三角闸门底枢沉降为x，通过两点分别计算底枢沉降取平均可得到以下公式：

其中，m为沉降监测点到闸门扇形中心线的垂直距离。

当闸门两处监测点的沉降位移信息h₁≠h₂，θ_y1＞0,θ_y2＜0，θ_x1≈θ_x2时，此时船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧向两端塌陷变形情况，同时船闸弧面三角闸门也沿径向方向向下倾斜，通过两点分别计算两点处切向方向的沉降可得到以下公式：

p₁＝msin(θ_y1) (3)

p₂＝msin(-θ_y2) (4)

可以得到闸门因径向倾斜的两点处沉降为：

d₁＝h₁-p₁＝h₁-msin(θ_y1) (5)

d₂＝h₂-p₂＝h₂+msin(θ_y2) (6)

通过式(1)(5)(6)可得闸门底枢沉降为：

其中，l为闸门顶枢中心到沉降监测点距离；m为沉降监测点到闸门扇形中心线的垂直距离。

具体地，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括在所述根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息的步骤后进行的：

将所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息与预设报警阈值进行比较；

当所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息超过所述预设报警阈值时，发出报警信号。

应当理解的是，船闸弧面三角闸门的开度信息回传至船闸调度控制中心为船闸工作人员提供闸门开合状态依据。同时预先设置监测数据报警值，当监测数据出现超过报警阈值时，系统会自动向船闸工作人员提供报警信号。

作为本发明的另一实施例，提供一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，其中，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置包括：

第一获取模块，用于实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

第二获取模块，用于获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

建模模块，用于根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

分析模块，用于根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

本发明实施例提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，通过实时获取船闸弧面三角闸门上监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并通过闸门开度信息、闸门弧面门体沉降位移信息与闸门双轴倾斜信息实现对三角闸门底枢沉降及蘑菇头磨损状况及三角闸门整体沉降变形状况进行数学建模的分析与评估，实现了实时监测闸门的沉降变形状况的目的，且能够保障弧面三角闸门的稳定工作同时也方便专业维修人员对船闸三角闸门检修提供理论依据及建议方案。

关于本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置的工作原理可以参照前文的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法的描述，此处不再赘述。

作为本发明的另一实施例，提供一种船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统10，其中，如图2所示，包括：开度监测装置100、沉降位移监测装置200、双轴倾斜角监测装置300、数据库系统400和前文所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500，所述开度监测装置100、沉降位移监测装置200、双轴倾斜角监测装置300和所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500均与所述数据库系统400通信连接，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点；

所述开度监测装置100用于实时采集每个监测点处的开度信息，并将采集到的所述开度信息发送至所述数据库系统400；

所述沉降位移监测装置200用于实时采集每个监测点处的沉降位移信息，并将采集到的所述沉降位移信息发送至所述数据库系统400；

所述双轴倾斜角监测装置300用于实时采集每个监测点处的双轴倾斜角信息，并将采集到的所述双轴倾斜角信息发送至所述数据库系统400；

所述数据库系统400用于接收并保存每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500用于获取所述数据库系统400中的每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并根据每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

本发明实施例提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，采用了前文的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测装置，通过实时获取船闸弧面三角闸门上监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并通过闸门开度信息、闸门弧面门体沉降位移信息与闸门双轴倾斜信息实现对三角闸门底枢沉降及蘑菇头磨损状况及三角闸门整体沉降变形状况进行数学建模的分析与评估，实现了实时监测闸门的沉降变形状况的目的，且能够保障弧面三角闸门的稳定工作同时也方便专业维修人员对船闸三角闸门检修提供理论依据及建议方案。

具体地，所述开度监测装置100包括角度位移传感器，所述沉降位移监测装置200包括沉降测距传感器，所述双轴倾斜角监测装置300包括双轴倾角传感器。

优选地，所述数据库系统400包括云端数据库系统。

下面结合图3和图4对本发明实施例提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统的具体工作过程进行详细描述。

如图3所示，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统包括开度监测装置100、沉降位移监测装置200、双轴倾斜角监测装置300、数据库系统400和前文所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500，所述开度监测装置100、沉降位移监测装置200和双轴倾斜角监测装置300通过以太网MQTT通信协议与数据库系统400连接，所述数据库系统400与船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500连接。

进一步具体地，如图4所示，所述开度监测装置100由角度位移传感器110、第一数据采集模块及第一以太网通信模块组成，其中角度位移传感器110与第一数据采集模块通过485通信方式通信。

需要说明的是，将角度位移传感器支架安装在三角闸门顶枢中心处，角度位移传感器110的旋转轴通过联轴器、软杆与三角闸门顶枢旋转轴支架连接；角度位移传感器110通过带有屏蔽的数据传输线与第一数据采集模块连接。

所述沉降位移监测装置200由基于激光测距和超声测距的第一沉降监测传感器210、第二沉降监测传感器220、第二数据采集模块及第二以太网通信模块组成，其中第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220与第二数据采集模块之间均通过485通信方式通信。

需要说明的是，在三角闸门往复启闭过程中，三角闸门底枢蘑菇头会出现不同程度及种类的磨损，因蘑菇头磨损而导致的底枢沉降会使闸门门体出现沉降及变形问题，因此需要在弧面三角闸门扇形圆心角0度和70度所对弧面处分别安装基于激光测距和超声测距的第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220，第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220均通过横杆与立杆固定在闸门门槽路基岸上，两块表面平整光滑的弧形钢板水平焊接固定在三角闸门弧面处作为第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220的监测表面。第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220均通过带有屏蔽的数据传输线与第二数据采集模块连接。

三角闸门在启闭过程中，通过角度位移传感器110获取闸门开度信息；在闸门完全显示开启状态下，同时通过第一沉降监测传感器210和第二沉降监测传感器220获取两处监测点的沉降位移信息h₁和h₂。

所述双轴倾斜角监测装置300由第一双轴倾角传感器310、第二双轴倾角传感器320、第三数据采集模块及第三以太网通信模块组成，其中第一双轴倾角传感器310和第二双轴倾角传感器320与第三数据采集模块军通过485通信方式通信。

需要说明的是，为了实现对闸门整体变形状况的监测，在闸门弧面门体20两端分别安装高精度的第一双轴倾角传感器310和第二双轴倾角传感器320，第一双轴倾角传感器310和第二双轴倾角传感器320安装位置关于扇形闸门中心线对称。第一双轴倾角传感器310和第二双轴倾角传感器320分别监测闸门径向及切线方向的倾斜信息。

标定闸门正常检修及处于完全开启状态下为零度倾斜基准面，双轴倾斜角监测装置300监测闸门在开启状态下两处监测点的门体与零度基准面的双轴夹角，分别是θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2。

其中开度监测装置100、沉降位移监测装置200和双轴倾斜角监测装置300分别将采集到的闸门开度、闸门门体沉降信息和闸门双轴倾角通过以太网通信模块以MQTT通信协议上传至数据库系统400。所述数据库系统400将从各监测装置传输的数据进行汇总并保存到数据库系统400中。

船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置500通过访问数据库系统并读取历史数据，通过弧面三角闸门开度信息、弧面门体沉降位移信息、闸门双轴倾角信息结合闸门自身设计、对三角闸门进行建模分析判断三角闸门蘑菇头磨损导致的底枢沉降情况及当前三角闸门整体沉降变形情况。

综上，本发明提供的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统具有以下优势：

(1)采用基于激光测距与超声测距的沉降监测传感器首次用于闸门实时在线沉降测量，与传统方式相比，不仅大大提高了监测精度，还节省了人力物力，并且便于安装、调试和维护；

(2)通过对闸门各两处的倾斜及沉降监测，实现监测数据的可靠性，大大降低了因监测点位单一的监测信息不确定性，同时也便于对闸门整体的沉降变形状况做整体分析与评估。

(3)通过闸门开度信息、闸门弧面门体沉降位移信息与闸门双轴倾斜信息实现对三角闸门底枢沉降及蘑菇头磨损状况及三角闸门整体沉降变形状况进行数学建模的分析与评估，保障弧面三角闸门的稳定工作同时也方便专业维修人员对船闸三角闸门检修提供理论依据及建议方案。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，其特征在于，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法包括：

实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息；

其中，所述船闸弧面三角闸门上设置两个监测点；

其中，所述根据所述分析模型分析船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息，包括：

根据所述分析模型获得船闸弧面三角闸门的两个监测点的沉降位移信息h₁和h₂，以及船闸弧面三角闸门在开启状态下两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2；

其中，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括：根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况；

其中，所述根据两个监测点的所述沉降位移信息h₁和h₂的关系，以及两个监测点的门体分别与零度基准面的双轴夹角θ_x1、θ_y1与θ_x2、θ_y2的关系分析所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况，包括：

当h₁≈h₂，且θ_y1≈θ_y2≈0，θ_x1≈θ_x2<0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1≈θ_y2，θ_x1≈θ_x2≈0时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧左右倾斜；

当h₁≠h₂，且θ_y1>0,θ_y2<0，θ_x1≈θ_x2时，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形情况为船闸弧面三角闸门出现扇形闸门中心线两侧向两端塌陷变形情况，且所述船闸弧面三角闸门沿着径向方向向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，其特征在于，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法还包括在所述根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息的步骤后进行的：

将所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息与预设报警阈值进行比较；

当所述船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息超过所述预设报警阈值时，发出报警信号。

3.一种船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，用于实现权利要求1或2所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析方法，其特征在于，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点，所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置包括：

第一获取模块，用于实时获取每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

第二获取模块，用于获取所述船闸弧面三角闸门的设计参数；

建模模块，用于根据所述每个监测点的开度信息、沉降位移信息、双轴倾角信息以及所述船闸弧面三角闸门的设计参数建立分析模型；

分析模块，用于根据所述分析模型分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

4.一种船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，其特征在于，包括：开度监测装置、沉降位移监测装置、双轴倾斜角监测装置、数据库系统和权利要求3所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置，所述开度监测装置、沉降位移监测装置、双轴倾斜角监测装置和所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置均与所述数据库系统通信连接，所述船闸弧面三角闸门上设置至少两个监测点；

所述开度监测装置用于实时采集每个监测点处的开度信息，并将采集到的所述开度信息发送至所述数据库系统；

所述沉降位移监测装置用于实时采集每个监测点处的沉降位移信息，并将采集到的所述沉降位移信息发送至所述数据库系统；

所述双轴倾斜角监测装置用于实时采集每个监测点处的双轴倾斜角信息，并将采集到的所述双轴倾斜角信息发送至所述数据库系统；

所述数据库系统用于接收并保存每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息；

所述船闸弧面三角闸门的沉降变形分析装置用于获取所述数据库系统中的每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息，并根据每个监测点的开度信息、沉降位移信息和双轴倾角信息分析获得船闸弧面三角闸门的沉降位移和变形信息。

5.根据权利要求4所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，其特征在于，所述开度监测装置包括角度位移传感器，所述沉降位移监测装置包括沉降测距传感器，所述双轴倾斜角监测装置包括双轴倾角传感器。

6.根据权利要求4所述的船闸弧面三角闸门的沉降变形监测系统，其特征在于，所述数据库系统包括云端数据库系统。