CN113107600B - 一种对隧道监测点数据权重的确定方法 - Google Patents

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Abstract

一种对隧道监测点数据权重的确定方法，涉及安全风险评估技术领域，包括如下步骤：步骤1、根据距隧道距离不同，将引伸计中相同梯级的测点数据进行初始权重赋值；步骤2、将相同引伸计中的不同测点数据进行距离折减获取更新后的权重赋值。通过考虑不同引伸计中不同梯级测点距隧道表面的距离，本发明量化了不同测点监测数据对隧道安全的贡献率，克服了传统的等权重赋值方法假定各隧道监测数据值具有相同权重的安全隐患，使监测数据更有参考意义，能深度挖掘隧道监测点的有效信息，有力保障隧道安全。

Description

一种对隧道监测点数据权重的确定方法
技术领域
本发明涉及安全风险评估技术领域，具体涉及一种对隧道监测点数据权重的确定方法。
背景技术
隧道监控量测是隧道施工过程中必不可少的技术措施，基于监控设备获取的大量监测数据，工程技术人员对隧道的安全性态进行评估并在必要时调整施工方案以确保隧道施工安全。
在利用隧道监测数据进行隧道安全性态评估时，需要合理地确定不同位置监测点数据的权重。这是因为，不同的监测点获取的数据代表隧道不同位置的指标，它们在数据分析过程中的贡献率是不同的，因此隧道监测点数据权重的确定方法研究具有十分重要的意义和实践价值。
为简便起见，当前在确定隧道监测点数据权重时，会假设所有的监测点数据值具有相同的权重，这种等权重的确定方法降低了一部分监测数据的重要性，无法充分体现各个监测数据的贡献率，不利于正确评估隧道的安全性态，亟需一种合理确定隧道监测点数据权重的方法。
发明内容
为了解决这些问题，本发明提出了一种对隧道监测点数据权重的确定方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种对隧道监测点数据权重的确定方法，包括如下步骤：
步骤1、根据距隧道距离不同，将引伸计中相同梯级的测点数据进行初始权重赋值；
步骤2、将相同引伸计中的不同测点数据进行距离折减获取更新后的权重赋值。
优选的，所述的步骤1中，根据隧道监测方案获取引伸计数量m、每个引伸计中的测点数量n及其距隧道表面的距离d(i,j)，i＝1,2,……,m；j＝1,2,……,n；d(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点距隧道表面的距离，m个引伸计的长度分别记为：L1、L2、……、Lm；其中Li为第i个引伸计的长度。
优选的，所述的步骤1中，自隧道表面开始，令j＝1，选定不同引伸计中的第一梯级测点，即d(i,1),i＝1,2,……,m；根据公式(1)进行初始权重赋值：
Figure BDA0003072387260000011
公式(1)中W(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点初始权重；待m个引伸计第一梯级测点计算完毕后，令j增加1，依次进行m个引伸计中第二梯级测点初始权重计算，直至m个引伸计第n梯级测点计算完毕。
优选的，所述的步骤2中，自第一个引伸计开始，令i＝1，利用公式(2)进行第一个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，
Figure BDA0003072387260000021
公式(2)中，U(i，j)为i个引伸计中第j梯级测点的更新权重；待第一个引伸计中n个梯级测点更新权重赋值完毕，令i增加1，依次进行第二个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，直至第m个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值完毕，U(i,j)，i＝1,2,……,m；j＝1,2,……,n即为最终的隧道监测点数据权重。
本发明一种对隧道监测点数据权重的确定方法的有益效果为：通过考虑不同引伸计中不同梯级测点距隧道表面的距离，本发明量化了不同测点监测数据对隧道安全的贡献率，克服了传统的等权重赋值方法假定各隧道监测数据值具有相同权重的安全隐患，使监测数据更有参考意义，能深度挖掘隧道监测点的有效信息，有力保障隧道安全。
附图说明
图1、本发明流程图；
图2、隧道监测图；
具体实施方式
以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种对隧道监测点数据权重的确定方法，如图1所示：包括如下步骤：
步骤1、根据距隧道距离不同，将引伸计中相同梯级的测点数据进行初始权重赋值；
步骤2、将相同引伸计中的不同测点数据进行距离折减获取更新后的权重赋值；
如图1、2所示，所述的步骤1中，根据隧道监测方案获取引伸计数量m、每个引伸计中的测点数量n及其距隧道表面的距离d(i,j)，i＝1,2,……,m；j＝1,2,……,n；d(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点距隧道表面的距离，m个引伸计的长度分别记为：L1、L2、……、Lm；其中Li为第i个引伸计的长度；
如图1、2所示，所述的步骤1中，自隧道表面开始，令j＝1，选定不同引伸计中的第一梯级测点，即d(i,1),i＝1,2,……,m；根据公式(1)进行初始权重赋值：
Figure BDA0003072387260000031
公式(1)中W(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点初始权重；待m个引伸计第一梯级测点计算完毕后，令j增加1，依次进行m个引伸计中第二梯级测点初始权重计算，直至m个引伸计第n梯级测点计算完毕；
如图1、2所示，所述的步骤2中，自第一个引伸计开始，令i＝1，利用公式(2)进行第一个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，
Figure BDA0003072387260000032
公式(2)中，U(i，j)为i个引伸计中第j梯级测点的更新权重；待第一个引伸计中n个梯级测点更新权重赋值完毕，令i增加1，依次进行第二个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，直至第m个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值完毕，U(i,j)，i＝1,2,……,m；j＝1,2,……,n即为最终的隧道监测点数据权重。
下面结合图2进行实例说明：
某隧道地层条件为中风化凝灰岩，由于地质条件较差，为了保障施工安全进行了隧道监测，根据隧道监测方案，如图2所示，本次监测共采用m＝3个引伸计，分别是K01、K02、K03；K01的最大长度L1＝13m，K02的最大长度L2＝13.5m，K03的最大长度L3＝22m。每个引伸计包含n＝4梯级测点，d(1,1)＝1.0m，d(2,1)＝0.7m，d(3,1)＝1.5m；d(1,2)＝3.5m，d(2,2)＝2.7m，d(3,2)＝4.5m；d(1,3)＝7.5m，d(2,3)＝5.7m，d(3,3)＝9.5m；d(1,4)＝12m，d(2,4)＝9.7m，d(3,4)＝16.5m。进行初始权重赋值，首先进行第一梯级测点初始权重赋值，令j＝1，利用d(1,1)＝1.0m，d(2,1)＝0.7m，d(3,1)＝1.5m，通过式(1)，计算得到第一梯级测点的权重分别为W(1,1)＝0.32，W(2,1)＝0.46，W(3,1)＝0.22；令j＝2，利用d(1,2)＝3.5m，d(2,2)＝2.7m，d(3,2)＝4.5m，通过式(1)，计算得到第二梯级测点的权重分别为W(1,2)＝0.33，W(2,2)＝0.42，W(3,2)＝0.25；如此重复，计算结果见下表1。
表1初始权重赋值表
Figure BDA0003072387260000033
令i＝1，基于d(1,1)＝1.0m，d(1,2)＝3.5m，d(1,3)＝7.5m，d(1,4)＝12m，L1＝13m，W(1,1)＝0.32，W(1,2)＝0.33，W(1,3)＝0.32，W(1,4)＝0.34，利用公式(2)进行更新权重赋值计算，得到第一个引伸计中四个梯级测点的更新权重，U(1,1)＝0.30，U(1,2)＝0.24，U(1,3)＝0.14，U(1,4)＝0.03，令i＝2，依次进第二个引伸计中更新权重赋值计算，计算结果见下表2。
表2更新权重赋值表
Figure BDA0003072387260000041
现进行对比分析，传统的等权重赋值方法认为，每个监测点数据权重均为1.0，忽略了监测点距隧道表面距离对隧道安全贡献率的影响。由表2对比可见，对于第四梯级测点，由于该系列测点距隧道表面距离较远，其对隧道安全的贡献率非常小，本发明技术识别其权重介于0.03～0.12之间，若采用均为1.0的权重赋值，将会过高估计该系列测点的贡献，反之亦然。因此，本发明技术能够合理量化不同测点对隧道安全的贡献率，有效保障隧道安全。

Claims (1)

1.一种对隧道监测点数据权重的确定方法，其特征为：包括如下步骤：
步骤1、根据距隧道距离不同，将引伸计中相同梯级的测点数据进行初始权重赋值；
步骤2、将相同引伸计中的不同测点数据进行距离折减获取更新后的权重赋值；
所述的步骤1中，根据隧道监测方案获取引伸计数量m、每个引伸计中的测点数量n及其距隧道表面的距离d(i,j)，i=1,2,……,m；j=1,2,……,n；d(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点距隧道表面的距离，m个引伸计的长度分别记为：L1、L2、……、Lm；其中Li为第i个引伸计的长度；
所述的步骤1中，自隧道表面开始，令j=1，选定不同引伸计中的第一梯级测点，即d(i,1),i=1,2,……,m；根据公式(1)进行初始权重赋值：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
,i=1,2,……,m （1）
公式(1)中W(i,j)为第i个引伸计中第j梯级测点初始权重；待m个引伸计第一梯级测点计算完毕后，令j增加1，依次进行m个引伸计中第二梯级测点初始权重计算，直至m个引伸计第n梯级测点计算完毕；
所述的步骤2中，自第一个引伸计开始，令i=1，利用公式（2）进行第一个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，
Figure 629330DEST_PATH_IMAGE002
，j=1,2,……,n （2）
公式(2)中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为i个引伸计中第j梯级测点的更新权重；待第一个引伸计中n个梯级测点更新权重赋值完毕，令i增加1，依次进行第二个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值，直至第m个引伸计中n个梯级测点的更新权重赋值完毕，U(i,j) ，i=1,2,……,m；j=1,2,……,n即为最终的隧道监测点数据权重。
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