CN113609198B - 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法 - Google Patents

基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113609198B
CN113609198B CN202110845224.2A CN202110845224A CN113609198B CN 113609198 B CN113609198 B CN 113609198B CN 202110845224 A CN202110845224 A CN 202110845224A CN 113609198 B CN113609198 B CN 113609198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
optical fiber
bin
point
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110845224.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113609198A (zh
Inventor
张睿
陈佳莉
车龙继
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Three Gorges University CTGU
Original Assignee
China Three Gorges University CTGU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Three Gorges University CTGU filed Critical China Three Gorges University CTGU
Priority to CN202110845224.2A priority Critical patent/CN113609198B/zh
Publication of CN113609198A publication Critical patent/CN113609198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113609198B publication Critical patent/CN113609198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems
    • G06F16/252—Integrating or interfacing systems involving database management systems between a Database Management System and a front-end application
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/21—Design, administration or maintenance of databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/22—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G06F16/2291—User-Defined Types; Storage management thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，包括步骤：获取浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息，建立数据库；构建坝段‑仓位‑仓号‑测点编号‑测温时间‑测点温度之间的关联规则；基于数据库中单个浇筑仓内所有光纤测点坐标信息，计算浇筑仓内任意点与同仓内所有光纤测点的空间距离，选取与该点空间距离最近的三个光纤测点，计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值；查询前述三个光纤测点的实测温度历时数据，分别选取与该点时间最近的温度，将三个光纤测点实测温度加权平均计算，得到该点重构温度。重复上述步骤计算出整个浇筑仓内所有空间位置处的混凝土温度。本发明方法实现整个浇筑仓内混凝土真实温度场的重构，使得施工技术人员能够准确掌握仓内真实温度场的分布规律。

Description

基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法
技术领域
本发明涉及浇筑仓内混凝土温度场计算技术领域，具体涉及一种基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法。
背景技术
特高拱坝施工期混凝土温控防裂问题是长期存在的一个技术难题，如：丰乐、紧水滩、小湾等均在施工期出现不同程度的温度裂缝。裂缝的出现将直接影响大坝的承载力和耐久力，要通过修补以恢复坝体结构的整体性是十分困难的。为有效预防温度裂缝的产生，需要掌握浇筑仓内混凝土温度应力的发展过程和分布规律。而分析温度应力状态的前提是获取浇筑仓内真实的温度场。
目前计算浇筑仓内混凝土温度场一般采用两种方法：①、通过埋设温度计实测温度来重构温度场；②、通过温度场仿真分析来获得温度场。前者通过在坝体埋设离散、零星的点式温度计，获取的温度数据较少，导致重构温度场与实际温度场有较大出入；后者在进行温度场仿真分析时，假定混凝土计算模型为各向同性热传导材料，在施工期一般不考虑混凝土水化度对温度历时曲线的影响，造成仿真结果与实际情况存在偏差。现有的温度场测试和仿真分析方法对准确计算浇筑仓内混凝土温度场均存在不足。因此，探究兼顾计算精度与运算效率的温度场计算方法以精确、高效地分析浇筑仓内混凝土温度场，非常具有研究意义与价值。
分布式光纤温度测温系统具有线监测和实时在线监测的测温优势，可快速、连续地监测光纤传感网络沿程的温度数据，能够为坝体温度场分析提供海量的实测温度数据，有效克服了点式温度计测温数据量少、数据离散等缺点。温度场重构是将坝段浇筑仓实时温度数据整合处理，通过建立样本点温度场重构模型，对浇筑仓温度进行空间与时间外延预测，以全面直观地反映坝体温度分布情况。
发明内容
为解决现有技术中温度场测试及仿真分析方法均存在计算结果难以真实反映浇筑仓内真实温度场的问题。本发明提供一种基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，该方法基于浇筑仓内线性埋设的有限空间上的光纤测温数据，实现整个浇筑仓内混凝土真实温度场的重构，使得施工技术人员能够准确掌握仓内真实温度场的分布规律。
本发明采取的技术方案为：
基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，包括以下步骤：
步骤一、获取浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息，建立数据库，实现多源数据的分类存储与管理；
步骤二，通过数据查询方式，构建坝段-仓位-仓号-测点编号-测温时间-测点温度之间的关联规则，实现任意光纤测点温度历时数据的快速查询；
步骤三，基于数据库中单个浇筑仓内所有光纤测点坐标信息，计算浇筑仓内任意点与同仓内所有光纤测点的空间距离，选取与该点空间距离最近的三个光纤测点，通过空间距离反比公式，计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值；
步骤四，查询前述三个光纤测点的实测温度历时数据，分别选取与该点时间最近的温度，将三个光纤测点实测温度加权平均计算，得到该点重构温度。
步骤五，重复上述步骤三～步骤四，计算出整个浇筑仓内所有空间位置处的混凝土温度，从而实现浇筑仓内混凝土温度场的重构。
所述步骤一中，采用SQL Server平台建立分布式光纤温度关系SQL数据库，创建索引表坝段信息表、仓位信息表、仓号信息表、测点信息表、测温时间信息表、温度数据信息表、浇筑信息表；将浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息导入相关表中，实现对数据的分类存储，通过SQL Server平台对数据进行查询、定义、操作、控制，实现对多源数据的管理。
所述步骤一中，浇筑仓施工过程信息包括坝段、仓号、仓面轮廓、开仓时间、收仓时间、浇筑层厚。
所述步骤一中，光纤测温基本信息包括光纤测点编号、测点坐标、测温时间、测点温度。
所述步骤二中，每个光纤测点对应唯一的ID号，ID号的构成方式为：坝段号-仓号-光纤序号-测点编号，从而保证温度数据与时间和空间信息形成一一对应的关系，基于这种对应关系，构建坝段-仓位-仓号-测点编号-测温时间-测点温度之间的关联规则，通过SQL语言数据查询功能，能够实现任意光纤测点温度历时数据的快速查询。
所述步骤三中，以浇筑仓内某点为例，通过坝段-仓位-仓号-测点编号的关联规则，查询同浇筑仓内所有光纤测点的基本信息：测点编号，测点坐标，时间，温度；计算所有光纤测点与该点的空间距离d，公式如下：
d＝(DX-X)×(DX-X)+(DY-Y)×(DY-Y)+(DZ-Z)×(DZ-Z) (1)
式(1)中，(DX,DY,DZ)为浇筑仓内某点坐标，(X,Y,Z)为光纤测点坐标；
选取与该点空间距离最近的三个光纤测点，通过空间距离反比公式，依次计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值Wi，公式如下：
式(2)中：d1,d2,d3分别为该点与三个光纤测点的空间距离。
所述步骤四中，通过测点编号-测温时间-测点温度的关联规则，查询三个光纤测点的实测温度历时数据，在实测温度历时数据中分别选取与该点时间最近的实测温度，记作tempi(i＝1,2,3)，将三个光纤测点的实测温度与步骤三中的温度权加权平均计算，得到该点重构温度，具体如下：
将三个光纤测点的实测温度与步骤三中的温度权加权平均计算，得到一个温度值T，公式如下：
该温度值T为该点重构温度。
本发明一种基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，技术效果如下：
1)该方法通过获取浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息，建立施工期温度数据库，实现多源数据的分类存储与管理，为浇筑仓内温度场重构提供数据支撑。
2)该方法综合考虑已知实测点的大小、相互关系和空间分布等几何特征,以及实测点与待计算点之间的空间位置关系后，通过空间插值方法计算浇筑仓内混凝土真实温度场，协助工程师们准确掌握仓内真实温度场的分布规律，为混凝土坝浇筑仓内精细化温度措施的拟定，以及现阶段智能温控目标的实现具有重要的指导意义和工程应用价值。
附图说明
图1是本发明温度场重构方法流程图。
图2是实施例中光纤温度数据库结构框图。
图3是实施例中某浇筑仓2019/5/9 15:00混凝土温度场云图。
具体实施方式
实施例：
基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：获取浇筑仓施工过程信息(如坝段、仓号、仓面轮廓、开仓时间、收仓时间及浇筑层厚等)和光纤测温基本信息(如光纤测点编号、测点坐标、测温时间及测点温度等)，建立SQL数据库，数据库结构如图2所示。
步骤2:根据坝段-仓位-仓号-测点编号-测温时间-测点温度之间的关联规则，实现任意光纤测点温度历时数据的快速查询。
步骤3:以某浇筑仓内某点(9466.22，2723.27，583.00，2019/5/9 15:00)为例，计算其与仓内所有光纤测点的空间距离，取与该点空间距离最近的三个光纤测点依次为'DTS19015-47'，'DTS19015-48'，'DTS19015-46'，通过空间距离反比公式依次计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值Wi，分别为0.40，0.32，0.28。
步骤4：查询'DTS19015-47'，'DTS19015-48'，'DTS19015-46'温度历时数据，在上述三个测点的实测温度历时数据中选取与时间点2019/5/9 15:00最近的实测温度，温度值分别为13.112℃，13.027℃，13.187℃，与步骤3中的温度权加权平均计算得到该点重构温度，为13.106℃。
步骤5：重复上述步骤3-步骤4，计算出2019/5/9 15:00时刻整个浇筑仓内所有空间位置处的混凝土温度，利用仓内点温度计实测数据对2019/5/9 15:00时刻浇筑仓内混凝土温度场重构结果进行修正，将重构结果绘制成二维温度场分布云图，如图3所示。

Claims (6)

1.基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、获取浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息，建立数据库，实现多源数据的分类存储与管理；
步骤二，通过数据查询方式，构建坝段-仓位-仓号-测点编号-测温时间-测点温度之间的关联规则，实现任意光纤测点温度历时数据的快速查询；
步骤三，基于数据库中单个浇筑仓内所有光纤测点坐标信息，计算浇筑仓内任意点与同仓内所有光纤测点的空间距离，选取与该点空间距离最近的三个光纤测点，通过空间距离反比公式，计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值；
所述步骤三中，浇筑仓内某点通过坝段-仓位-仓号-测点编号的关联规则，查询同浇筑仓内所有光纤测点的基本信息：测点编号，测点坐标，时间，温度；计算所有光纤测点与该点的空间距离d，公式如下：
d＝(DX-X)×(DX-X)+(DY-Y)×(DY-Y)+(DZ-Z)×(DZ-Z)(1)
式(1)中，(DX,DY,DZ)为浇筑仓内某点坐标，(X,Y,Z)为光纤测点坐标；
选取与该点空间距离最近的三个光纤测点，通过空间距离反比公式，依次计算三个光纤测点对该点混凝土温度的作用权重值Wi，公式如下：
式(2)中：d1,d2,d3分别为该点与三个光纤测点的空间距离；
步骤四，查询前述三个光纤测点的实测温度历时数据，分别选取与该点时间最近的温度，将三个光纤测点实测温度加权平均计算，得到该点重构温度；
步骤五，重复上述步骤三～步骤四，计算出整个浇筑仓内所有空间位置处的混凝土温度，从而实现浇筑仓内混凝土温度场的重构。
2.根据权利要求1所述基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于：所述步骤一中，采用SQL Server平台建立分布式光纤温度关系SQL数据库，创建索引表坝段信息表、仓位信息表、仓号信息表、测点信息表、测温时间信息表、温度数据信息表、浇筑信息表；将浇筑仓施工过程信息和光纤测温基本信息导入相关表中，实现对数据的分类存储，通过SQL Server平台对数据进行查询、定义、操作、控制，实现对多源数据的管理。
3.根据权利要求1或2所述基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于：所述步骤一中，浇筑仓施工过程信息包括坝段、仓号、仓面轮廓、开仓时间、收仓时间、浇筑层厚。
4.根据权利要求1或2所述基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于：所述步骤一中，光纤测温基本信息包括光纤测点编号、测点坐标、测温时间、测点温度。
5.根据权利要求1所述基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于：所述步骤二中，每个光纤测点对应唯一的ID号，ID号的构成方式为：坝段号-仓号-光纤序号-测点编号，从而保证温度数据与时间和空间信息形成一一对应的关系，基于这种对应关系，构建坝段-仓位-仓号-测点编号-测温时间-测点温度之间的关联规则，通过SQL语言数据查询功能，能够实现任意光纤测点温度历时数据的快速查询。
6.根据权利要求1所述基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法，其特征在于：所述步骤四中，通过测点编号-测温时间-测点温度的关联规则，查询三个光纤测点的实测温度历时数据，在实测温度历时数据中分别选取与该点时间最近的实测温度temp1，temp2，temp3，将三个光纤测点的实测温度与步骤三中的温度权加权平均计算，得到该点重构温度。
CN202110845224.2A 2021-07-26 2021-07-26 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法 Active CN113609198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110845224.2A CN113609198B (zh) 2021-07-26 2021-07-26 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110845224.2A CN113609198B (zh) 2021-07-26 2021-07-26 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113609198A CN113609198A (zh) 2021-11-05
CN113609198B true CN113609198B (zh) 2023-08-25

Family

ID=78305416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110845224.2A Active CN113609198B (zh) 2021-07-26 2021-07-26 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113609198B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09302933A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Kajima Corp コンクリート打設天端検知方法及び装置
CN109974892A (zh) * 2019-03-25 2019-07-05 清华大学 基于光纤测温与数字测温互补的温度场形成方法与系统
CN110095201A (zh) * 2019-04-10 2019-08-06 三峡大学 实时监测混凝土坝空间温度分布的分布式光纤测温系统及其方法
CN110390133A (zh) * 2019-06-14 2019-10-29 广州大学 一种温度场数据重构方法、系统及存储介质
CN111024212A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 辽宁国运通达通信集团有限公司 一种利用分布式光纤传感系统将光缆距离转换为地标位置的方法
CN111404601A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 南京科舜通信科技有限公司 一种光缆物理位置精确定位的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10275402B2 (en) * 2015-09-15 2019-04-30 General Electric Company Systems and methods to provide pipeline damage alerts
US10230459B2 (en) * 2017-02-14 2019-03-12 The Boeing Company System and method for optical time-domain reflectometry and design data wire testing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09302933A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Kajima Corp コンクリート打設天端検知方法及び装置
CN109974892A (zh) * 2019-03-25 2019-07-05 清华大学 基于光纤测温与数字测温互补的温度场形成方法与系统
CN110095201A (zh) * 2019-04-10 2019-08-06 三峡大学 实时监测混凝土坝空间温度分布的分布式光纤测温系统及其方法
CN110390133A (zh) * 2019-06-14 2019-10-29 广州大学 一种温度场数据重构方法、系统及存储介质
CN111024212A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 辽宁国运通达通信集团有限公司 一种利用分布式光纤传感系统将光缆距离转换为地标位置的方法
CN111404601A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 南京科舜通信科技有限公司 一种光缆物理位置精确定位的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光纤传感器在物联网关键技术中的应用;王鹏宇;;电子设计工程(第22期);第123页-第125页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113609198A (zh) 2021-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111274671A (zh) 一种基于数字孪生的复杂产品装配过程精准修配方法及其运行系统
CN108801141B (zh) 基于激光测量技术的超高压隔离开关智能调试校准系统
CN110083908A (zh) 基于有限元分析的电缆缆芯温度预测方法
CN101446994A (zh) 数控机床的热误差最小二乘支持向量机建模方法
CN101587154B (zh) 适用于复杂节点及大规模量测数据的快速状态估计方法
CN103606022A (zh) 一种短期负荷预测方法
CN110909309A (zh) 一种逐小时高分辨率pm2.5数据的获取方法
Li et al. Explicit error modeling of dynamic thermal errors of heavy machine tool frames caused by ambient temperature fluctuations
CN113609198B (zh) 基于光纤实测温度数据的浇筑仓内混凝土温度场重构方法
CN115081677A (zh) 一种风速预测方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN115795616A (zh) 公路数字系统及基于公路数字系统的路面信息分析方法
CN109726497B (zh) 一种空间钢结构温度场的获取方法
CN113984245A (zh) 一种数据中心机房温度检测与温度场重建方法及系统
CN109412155A (zh) 一种基于图计算的配电网供电能力评估方法
CN113806949A (zh) 一种输电线模型确定方法、装置、计算机设备及存储介质
CN113849943A (zh) 一种耦合压力先验信息的供水管网节点需水量校核方法
CN111622274A (zh) 山区巨粒土高填方地基基础沉降预测方法及系统
CN113191080A (zh) 基于hmpso算法的加热炉钢坯温度场预报模型优化方法
CN108536968A (zh) 一种焊接过程中的应力与变形的调控方法
CN117197332A (zh) 一种基于空间反距离加权插值算法的三维温度场重构方法
CN108590784B (zh) 一种汽轮机低负荷工况转子局部热应力不均匀度监测方法
CN116663126A (zh) 一种基于通道注意力BiLSTM模型的桥梁温度效应预测方法
CN102567606B (zh) 给水管网等水压面实时绘制方法
CN115828688A (zh) 一种基于高斯过程回归的数字孪生电缆温度预测方法
CN108646669B (zh) 一种曲面加工零件表面轮廓误差的近似评估方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant