CN114783143A - 一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统。该基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统包括管廊检测终端布设模块、管廊施工环境安全参数检测模块、管廊施工环境安全参数检测模块、管廊施工安全解析模块和管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块；本发明通过对地下电缆管廊进行监测终端布设，并通过布设的各检测终端对地下电缆管廊的施工环境安全和施工质量安全等两个方面进行检测，并对检测的施工环境安全和施工质量安全进行分析，有效的解决了当前技术缺乏对环境和施工区域地质等方面的监测问题，实现了地下管廊施工安全的精准分析和及时预警，具有很大实用价值。

Description

一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统

技术领域

本发明属于地下管廊施工安全分析技术领域，涉及到一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统。

背景技术

随着经济的快速发展和城市建设的不断推进，城市土地资源也愈发匮乏，为缓解城市资源使用压力，越来越多的电缆管廊在城市郊区乃至市中心开发建设，来满足城市居民的日常用电需求。为了保障地下电缆管廊作业的顺利开展，需要对其施工安全进行监测与预警；

当前对地下电缆管廊的施工安全进行监测与预警主要停留在对地下管廊各施工阶段中的作业安全进行监测与预警，如管廊现场拼装、土方回填等主要施工环节进行安全监测与预警，很显然，当前对地下电缆管廊施工安全监测方式还存在一定的弊端，一方面，地下电缆管廊施工过程中对应的危险源主要包括人工、环境和施工区域地质等方面的问题，当前主要针对人工方面的危险因素，如拼装的稳定性等，缺乏对环境和施工区域地质等方面的监测，具有一定的局限性，无法保障地下电缆管廊施工安全监测结果的可靠性和精准性，一方面，当前没有针对地下电缆管廊的施工现状进行针对性分析，无法展示已施工区域和待施工区域的安全状态，进而无法实现地下管廊工程的分类监测，也无法实现地下管廊未施工区域的超前预警；另一方面，当前对地下电缆管廊施工安全监测方式属于整体化的监测方式，数据支撑性不足，无法最大程度上的提高地下电缆管廊安全分析结果的合理性和科学性，预警效率不高。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统；

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，该系统包括：

管廊检测终端布设模块，用于基于地下电缆管廊已施工区域对应的位置，进行施工检测点布设，并在各施工检测点位置进行摄像头安装，同时基于各摄像头对应的采集区域范围，将地下电缆管廊已施工区域划分为施工检测段，并在各施工检测段进行环境检测终端布设；

管廊施工环境安全参数检测模块，用于通过各施工检测段中布设的各环境检测终端对地下电缆管廊施工环境参数进行检测，得到各施工检测段内对应的各施工环境安全参数；

管廊施工环境安全参数检测模块，用于通过各施工检测段中布设的各环境检测终端对地下电缆管廊施工环境参数进行检测，得到各施工检测段内对应的各施工环境安全参数；

管廊施工质量安全参数检测模块，包括管廊已施工区域质量参数检测单元和管廊待施工区域质量检测单元，其中：

所述管廊已施工区域质量参数检测单元用于对地下管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行检测；

所述管廊待施工区域质量检测单元用于对地下管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行检测；

管廊施工安全解析模块，用于基于各施工检测段内对应的各施工环境安全参数、地下电缆管廊已施工区域和待施工区域对应的施工质量安全参数，对地下电缆管廊工程当前施工安全指数进行统计，基于地下电缆管廊当前施工安全指数，将其与预设的地下电缆管廊标准施工安全指数进行对比，若地下电缆管廊当前施工安全指数大于或者等于预设的标准施工安全指数，则表明该地下电缆管廊当前状态为安全状态，反之则表明该地下电缆管廊当前状态为危险状态；

管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块，用于将该地下电缆管廊对应的状态反馈至该地下电缆管廊施工监理人员，并且当该地下电缆管廊当前状态为危险状态时，启动预警终端进行预警。

优选地，所述环境检测终端包括温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、空气流速传感器和亮度传感器。

优选地，所述各施工环境安全参数分别为温度、湿度、粉尘浓度、空气流速和光照亮度，其中，温度通过温度传感器进行检测，湿度通过湿度传感器进行检测，粉尘浓度通过粉尘浓度传感器进行检测，空气流速通过空气流速传感器进行检测，光照亮度通过亮度传感器进行检测。

优选地，所述对地下管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行检测的具体检测过程包括以下步骤：

S1、将各施工检测段内地下电缆管廊的各内壁侧按照顺时针顺序进行编号，依次标记为a1,a2,a3,a4；

S2、利用各施工检测段内的摄像头对各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧进行图像采集，得到各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的图像，由此对其进行降噪和滤波处理，并从处理后的各内壁侧对应的图像中识别出裂缝条数和各条裂缝对应的轮廓；

S3、基于各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应图像中各条裂缝对应的轮廓，获取各条裂缝对应的面积，将裂缝条数、各条裂缝对应的面积作为地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数。

优选地，所述对地下管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行检测的具体检测过程为：

对地下电缆管廊待施工区域内进行施工检测点布设，基于地下电缆管廊待施工区域内布设的各施工检测点，通过土壤含水量检测仪按照预设深度对各施工检测点位置对应的土壤含水量度进行检测，得到各施工检测点位置在预设深度层内对应的土壤含水量；

通过土壤紧实度检测仪对各施工检测点位置对应的土壤紧实度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤松软度；

通过土壤孔隙度测定仪对各施工检测点位置对应的土壤孔隙度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤孔隙度。

优选地，所述对地下电缆管廊工程当前施工安全指数进行统计，具体统计过程包括以下步骤：

步骤1、基于各施工检测段内对应的各施工环境安全参数，对各施工检测段内对应的各施工环境安全参数进行解析，统计地下电缆管廊综合施工环境安全指数，并标记为λ；

步骤2、基于各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数，对各施工检测段内各管廊内壁侧对应的施工质量安全参数进行解析，统计地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数，并标记为δ1；

步骤3、基于各施工检测点位置对应的施工质量安全参数，对各施工检测点位置对应的施工质量安全参数进行分析，统计地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数，并标记为δ2；

步骤4、基于地下电缆管廊综合施工环境安全指数、已施工区域综合施工安全指数和待施工区域综合施工安全指数，利用计算公式计算得出地下电缆管廊当前施工安全指数。

优选地，所述步骤1中地下电缆管廊综合施工环境安全指数的具体统计过程包括以下步骤：

步骤1-1、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出温度、湿度、粉尘浓度和空气流速，由此将其分别标记为q1,q2,q3,q4,并将温度、湿度、粉尘浓度和空气流速作为体感安全要素；

步骤1-2、将各施工检测段内对应的体感安全要素分别与预设的地下电缆管廊对应的标准体感要素进行对比，利用计算公式计算得出各施工检测段内对应的体感安全要素合格指数，并记为β_i，i表示各施工检测段编号，i＝1,2,......n；

步骤1-3、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出光照亮度，将各施工检测段内对应的光照亮度与预设的地下电缆管廊对应的标准亮度进行对比，统计各施工检测段内对应的亮度合格指数，并记为α_i；

步骤1-4、基于各施工检测段内对应的光照亮度，以各施工检测段位置为横坐标，以光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域实际亮度分布曲线，同时以各施工检测段位置为横坐标，以标准光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线，将地下电缆管廊已施工区域亮度分布曲线与地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线进行重合对比，提取重合区域的长度，进而计算地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，并标记为ε；

步骤1-5、基于各施工检测段内对应的亮度合格指数和地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，统计地下电缆管廊视觉要素合格指数，并记为φ；

步骤1-6、基于各施工段内对应的体感安全要素合格指数和地下电缆管廊视觉要素合格指数，统计得到地下电缆管廊综合施工环境安全指数λ，其中，

s1,s2为预设体感要素对应的修正因子、视觉要素对应的修正因子。

优选地，所述步骤2中地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数的具体统计过程为：从各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数中定位出裂缝条数和各条裂缝对应的面积，利用计算公式计算得到地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数δ1。

优选地，所述步骤3中地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数的具体统计过程为：

步骤3-1、将地下电缆管廊待施工区域内布设的施工检测点按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...h,...p；

步骤3-2、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数出定位出土壤松软度和土壤孔隙度，利用计算公式计算得出各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，并标记为

h表示各施工检测点编号，h＝1,2,......p；

步骤3-3、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数中定位出各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量，计算各施工检测点对应的土壤含水量符合系数；

步骤3-4、将各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量进行相互对比，进而定位出地下电缆管廊待施工区域对应的最高土壤含水量和最低土壤含水量，进而统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量渐变符合系数；

步骤3-5、基于各施工检测点对应的土壤含水量符合系数和地下电缆管廊待施工区域水量渐变符合系数，统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数，并记为χ；

步骤3-6、基于地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数和各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，统计得出地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数，并记为δ2。

优选地，所述地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数计算公式具体为

ω1,ω2为预设的土壤基础参数影响权重、土壤含水量影响权重。

相较于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，通过对地下电缆管廊进行监测终端布设，并通过布设的各监测终端对地下电缆管廊的施工环境安全和施工质量安全等两个方面进行监测与分析，有效的解决了当前技术缺乏对环境和施工区域地质等方面监测的问题，实现了地下管廊施工安全的精准分析和及时预警，打破了当前技术中存在的局限性，进而大大的提高了电缆管廊施工安全监测结果的可靠性和精准性，最大程度上的避免了人员施工过程的安全隐患，同时还提高了人员对地下电缆管廊施工状态的透明化和清晰化。

(2)本发明在地下电缆管廊施工质量安全参数检测模块，通过将地下电缆管廊划分为已施工区域和待施工区域，并对已施工区域和待施工区域进行针对性分析，直观的展示了地下管廊已施工区域和待施工区域的施工安全状态，实现了地下电缆管廊施工的分类监测，提高了地下电缆管廊施工安全监测的有序性和规范性，实现了对地下电缆管廊施工安全的超前预警，同时通过分类监测，有效的扩充了地下电缆管廊施工安全分析的依据，增强了分析结果的参照性，大大的提高了地下电缆管廊安全分析结果的合理性和科学性，具有较好的预警效率和预警效果；

(3)本发明在对地下电缆管廊施工环境安全参数检测时，通过对人体的体感方面和视觉方面进行结合监测，充分的保障了地下电缆管廊内的施工安全，避免了施工环境安全隐患对施工人员造成的身体损害，同时在另一面也有效的保障了地下电缆管廊施工作业的顺利开展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。

图1为本发明系统各模块连接示意图；

图2为本发明管廊施工质量安全参数检测模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

请参阅图1所示，一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，包括管廊检测终端布设模块、管廊施工环境安全参数检测模块、管廊施工环境安全参数检测模块、管廊施工安全解析模块和管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块；所述管廊检测终端布设模块分别与管廊施工环境安全参数检测模块和管廊施工环境安全参数检测模块连接，所述管廊施工安全解析模块分别与管廊施工环境安全参数检测模块、管廊施工环境安全参数检测模块和管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块连接；

管廊检测终端布设模块，用于基于地下电缆管廊已施工区域对应的位置，进行施工检测点布设，并在各施工检测点位置进行摄像头安装，同时基于各摄像头对应的采集区域范围，将地下电缆管廊已施工区域划分为施工检测段，并在各施工检测段进行环境检测终端布设，其中，环境检测终端包括温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、空气流速传感器和亮度传感器。

需要说明的是，所述摄像头为高清可旋转式摄像头。

管廊施工环境安全参数检测模块，用于通过各施工检测段中布设的各环境检测终端对地下电缆管廊施工环境参数进行检测，得到各施工检测段内对应的各施工环境安全参数；

具体地，所述各施工环境安全参数分别为温度、湿度、粉尘浓度、空气流速和光照亮度，其中，温度通过温度传感器进行检测，湿度通过湿度传感器进行检测，粉尘浓度通过粉尘浓度传感器进行检测，空气流速通过空气流速传感器进行检测，光照亮度通过亮度传感器进行检测。

本发明实施例在对地下电缆管廊施工环境安全参数检测时，通过对人体的体感方面和视觉方面进行结合监测，充分的保障了地下电缆管廊内的施工安全，避免了施工环境安全隐患对施工人员造成的身体损害，同时在另一面也有效的保障了地下电缆管廊施工作业的顺利开展。

管廊施工安全解析模块，用于基于各施工检测段内对应的各施工环境安全参数，对各施工检测段内对应的各施工环境安全参数进行解析，统计地下电缆管廊综合施工环境安全指数，并标记为λ，其具体包括以下步骤：

步骤1-1、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出温度、湿度、粉尘浓度和空气流速，由此将其分别标记为q1,q2,q3,q4,并将温度、湿度、粉尘浓度和空气流速作为体感安全要素；

步骤1-2、将各施工检测段内对应的体感安全要素分别与预设的地下电缆管廊对应的标准体感要素进行对比，利用计算公式计算得出各施工检测段内对应的体感安全要素合格指数，并记为β_i，i表示各施工检测段编号，i＝1,2,......n；

进一步地，所述各施工检测段内对应的体感要素合格指数具体计算公式为

其中，w表示体感安全要素，w＝q1或q2或q3或q4，q1,q2,q3和q4分别表示温度、湿度、粉尘浓度和空气流速，h_w ⁱ表示第i个施工检测阶段内对应的体感安全要素，h_w标准预设的地下电缆管廊对应的标准体感要素，μ_w表示体感安全要素对应的影响权重。

步骤1-3、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出光照亮度，将各施工检测段内对应的光照亮度与预设的地下电缆管廊对应的标准亮度进行对比，统计各施工检测段内对应的亮度合格指数，并记为α_i；

进一步地，各施工检测段内对应的亮度合格指数计算公式具体为

l_i表示为第i个施工检测段内对应的光照亮度，l_标准表示预设地下电缆管廊对应的标准亮度，Δl表示预设的地下电缆管廊对应的许可亮度差。

步骤1-4、基于各施工检测段内对应的光照亮度，以各施工检测段位置为横坐标，以光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域实际亮度分布曲线，同时以各施工检测段位置为横坐标，以标准光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线，将地下电缆管廊已施工区域亮度分布曲线与地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线进行重合对比，提取重合区域的长度，进而计算地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，并标记为ε；

进一步地，所述地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数具体统计过程包括以下步骤：

获取地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线对应的长度，将其作为参照长度，并记为d,同时将重合区域的长度记为x，计算得到地下电缆管廊亮度曲线重合比，并记为k,

将地下电缆管廊亮度曲线重合比代入计算公式

得到地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，其中，k_预设表示预设的地下电缆管廊亮度曲线重合比阈值。

步骤1-5、基于各施工检测段内对应的亮度合格指数和地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，统计地下电缆管廊视觉要素合格指数，并记为φ，其中，

e表示自然底数；

步骤1-6、基于各施工段内对应的体感安全要素合格指数和地下电缆管廊视觉要素合格指数，统计得到地下电缆管廊综合施工环境安全指数λ，其中，

s1,s2为预设体感要素对应的修正因子、视觉要素对应的修正因子。

管廊施工质量安全参数检测模块，包括管廊已施工区域质量参数检测单元和管廊待施工区域质量检测单元，其中：

所述管廊已施工区域质量参数检测单元用于对地下管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行检测，具体包括以下步骤：

S1、将各施工检测段内地下电缆管廊的各内壁侧按照顺时针顺序进行编号，依次标记为a1,a2,a3,a4；

S2、利用各施工检测段内的摄像头对各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧进行图像采集，得到各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的图像，由此对其进行降噪和滤波处理，并从处理后的各内壁侧对应的图像中识别出裂缝条数和各条裂缝对应的轮廓；

S3、基于各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应图像中各条裂缝对应的轮廓，获取各条裂缝对应的面积，将裂缝条数、各条裂缝对应的面积作为地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数。

管廊施工安全解析模块，用于基于地下电缆管廊已施工区域对应的施工质量安全参数，对地下电缆管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行解析，统计地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数，并记为δ1，其具体解析过程为：

步骤2-1、从各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数中定位出裂缝条数和各条裂缝对应的面积；

步骤2-2、将各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数中定位出裂缝条数和各条裂缝对应的面积导入计算公式

中，得到地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数，其中，ε1,ε2为预设修正系数，T_i ^t表示第i个施工检测段内地下电缆管廊第t内壁侧对应的裂缝条数，T_t′表示预地下电缆管廊第t内壁侧对应的许可裂缝条数，M_it ^r表示第i个施工检测段内地下电缆管廊第t内壁侧中第r条裂缝对应的面积，M′表示预设地下电缆管廊许可裂缝面积，t表示内壁侧编号，t＝a1,a2,a3,a4,r表示各裂缝编号，r＝1,2,......v。

所述管廊待施工区域质量检测单元用于对地下管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行检测，具体检测过程包括以下步骤：

对地下电缆管廊待施工区域内进行施工检测点布设，基于地下电缆管廊待施工区域内布设的各施工检测点，通过土壤含水量检测仪按照预设深度对各施工检测点位置对应的土壤含水量度进行检测，得到各施工检测点位置在预设深度层内对应的土壤含水量；

通过土壤紧实度检测仪对各施工检测点位置对应的土壤紧实度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤松软度；

通过土壤孔隙度测定仪对各施工检测点位置对应的土壤孔隙度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤孔隙度。

需要说明的是，所述地下电缆管廊待施工检测点具体布设方式为基于地下电缆管廊待施工区域，在地下电缆管廊待施工区域按照预设间距在地下电缆管廊水平方向上依次进行检测点布设，通过在同一水平方向进行检测点布设可以更为直观的反映出地下水体对待施工区域的影响情况，同时还反映出了待施工区域土壤含水量的一个渐变情况，进而提升了待施工区域安全预警效率和安全预警效果，实现了对待施工区域施工安全隐患的早发现和早处理，降低了施工过程人员安全隐患和经济损失。

管廊施工安全解析模块，用于基于地下电缆管廊待施工区域对应的施工质量安全参数，对地下电缆管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行解析，统计地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数，并标记为δ2，具体解析过程如下：

步骤3-1、将地下电缆管廊待施工区域内布设的施工检测点按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...h,...p；

步骤3-2、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数出定位出土壤松软度和土壤孔隙度，利用计算公式计算得出各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，并标记为

h表示各施工检测点编号，h＝1,2,......p；

其中，

η1,η2表示土壤松软度、土壤孔隙度对应的影响权重，R_h,K_h表示第h个施工检测点位置对应的土壤松软度、土壤孔隙度，R′,K′为预设的地下电缆管廊对应的适宜土壤松软度、适宜土壤孔隙度，ΔR,ΔK表示许可土壤松软度差、土壤孔隙度差。

步骤3-3、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数中定位出各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量，计算各施工检测点对应的土壤含水量符合系数；

其中，各施工检测点对应的土壤含水量符合系数计算公式为

其中，F_h表示为第h个施工检测点对应的土壤含水量，S_h表示为第h个施工检测点对应的土壤含水量，S′为地下电缆管廊预设土壤标准含水量。

其中，施工检测点土壤含水量越小，土壤含水量符合系数越大，施工检测点土壤含水量越大，土壤含水量符合系数越小，呈负影响。

步骤3-4、将各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量进行相互对比，进而定位出地下电缆管廊待施工区域对应的最高土壤含水量和最低土壤含水量，进而统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量渐变符合系数；

其中，地下电缆管廊待施工区域土壤含水量渐变符合系数计算公式为

其中，J表示地下电缆管廊待施工区域对应的土壤含水量渐变符合系数，Δv表示预设土壤适宜渐变含水量差，v_max,v_min表示地下电缆管廊待施工区域对应的最高土壤含水量、最低土壤含水量。

步骤3-5、基于各施工检测点对应的土壤含水量符合系数和地下电缆管廊待施工区域水量渐变符合系数，统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数，并记为χ；

其中，

分别表示为预设土壤含水量补偿因子、土壤含水量渐变性补偿因子。

步骤3-6、基于地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数和各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，统计得出地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数δ2，其中，

ω1,ω2为预设的土壤基础参数影响权重、土壤含水量影响权重。

管廊施工安全解析模块，还用于基于地下电缆管廊综合施工环境安全指数、地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数和地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数对地下电缆管廊工程当前施工安全指数进行统计，基于地下电缆管廊当前施工安全指数，将其与预设的地下电缆管廊标准施工安全指数进行对比，若地下电缆管廊当前施工安全指数大于或者等于预设的标准施工安全指数，则表明该地下电缆管廊当前状态为安全状态，反之则表明该地下电缆管廊程当前状态为危险状态；

其中，地下电缆管廊当前施工安全指数计算公式为

Q表示为地下电缆管廊当前对应的施工安全指数，a1,a2分别表示为环境补偿因子、施工补偿因子，b1,b2分别表示为已施工区域安全影响权重、待施工区域安全影响权重。

本发明实施例通过对地下电缆管廊的施工环境安全和施工质量安全等两个方面进行分析，有效的解决了当前技术缺乏对环境和施工区域地质等方面监测的问题，实现了地下管廊施工安全的精准分析和及时预警，打破了当前技术中存在的局限性，进而大大的提高了电缆管廊施工安全监测结果的可靠性和精准性，最大程度上的避免了人员施工过程的安全隐患，同时还提高了人员对地下电缆管廊施工状态的透明化和清晰化。

管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块，用于将该地下电缆管廊对应的状态反馈至该地下电缆管廊施工监理人员，并且当该地下电缆管廊当前状态为危险状态时，启动预警终端进行预警。

在一个具体实施例中，所述预警终端包括但不限于警报器、LED灯等。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于，该系统包括：

管廊检测终端布设模块，用于基于地下电缆管廊已施工区域对应的位置，进行施工检测点布设，并在各施工检测点位置进行摄像头安装，同时基于各摄像头对应的采集区域范围，将地下电缆管廊已施工区域划分为施工检测段，并在各施工检测段进行环境检测终端布设；

管廊施工环境安全参数检测模块，用于通过各施工检测段中布设的各环境检测终端对地下电缆管廊施工环境参数进行检测，得到各施工检测段内对应的各施工环境安全参数；

管廊施工质量安全参数检测模块，包括管廊已施工区域质量参数检测单元和管廊待施工区域质量检测单元，其中：

所述管廊已施工区域质量参数检测单元用于对地下管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行检测；

所述管廊待施工区域质量检测单元用于对地下管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行检测；

管廊施工安全解析模块，用于基于各施工检测段内对应的各施工环境安全参数、地下电缆管廊已施工区域和待施工区域对应的施工质量安全参数，对地下电缆管廊工程当前施工安全指数进行统计，基于地下电缆管廊当前施工安全指数，将其与预设的地下电缆管廊标准施工安全指数进行对比，若地下电缆管廊当前施工安全指数大于或者等于预设的标准施工安全指数，则表明该地下电缆管廊当前状态为安全状态，反之则表明该地下电缆管廊当前状态为危险状态；

管廊施工安全解析结果反馈及提醒模块，用于将该地下电缆管廊对应的状态反馈至该地下电缆管廊施工监理人员，并且当该地下电缆管廊当前状态为危险状态时，启动预警终端进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述环境检测终端包括温度传感器、湿度传感器、粉尘浓度传感器、空气流速传感器和亮度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述各施工环境安全参数分别为温度、湿度、粉尘浓度、空气流速和光照亮度，其中，温度通过温度传感器进行检测，湿度通过湿度传感器进行检测，粉尘浓度通过粉尘浓度传感器进行检测，空气流速通过空气流速传感器进行检测，光照亮度通过亮度传感器进行检测。

4.根据权利要求1所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述对地下管廊已施工区域对应的施工质量安全参数进行检测的具体检测过程包括以下步骤：

S1、将各施工检测段内地下电缆管廊的各内壁侧按照顺时针顺序进行编号，依次标记为a1,a2,a3,a4；

S2、利用各施工检测段内的摄像头对各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧进行图像采集，得到各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的图像，由此对其进行降噪和滤波处理，并从处理后的各内壁侧对应的图像中识别出裂缝条数和各条裂缝对应的轮廓；

S3、基于各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应图像中各条裂缝对应的轮廓，获取各条裂缝对应的面积，将裂缝条数、各条裂缝对应的面积作为地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数。

5.根据权利要求1所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述对地下管廊待施工区域对应的施工质量安全参数进行检测的具体检测过程为：

对地下电缆管廊待施工区域内进行施工检测点布设，基于地下电缆管廊待施工区域内布设的各施工检测点，通过土壤含水量检测仪按照预设深度对各施工检测点位置对应的土壤含水量度进行检测，得到各施工检测点位置在预设深度层内对应的土壤含水量；

通过土壤紧实度检测仪对各施工检测点位置对应的土壤紧实度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤松软度；

通过土壤孔隙度测定仪对各施工检测点位置对应的土壤孔隙度进行检测，得到各施工检测点位置对应的土壤孔隙度。

6.根据权利要求1所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述对地下电缆管廊工程当前施工安全指数进行统计，具体统计过程包括以下步骤：

步骤1、基于各施工检测段内对应的各施工环境安全参数，对各施工检测段内对应的各施工环境安全参数进行解析，统计地下电缆管廊综合施工环境安全指数，并标记为λ；

步骤2、基于各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数，对各施工检测段内各管廊内壁侧对应的施工质量安全参数进行解析，统计地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数，并标记为δ1；

步骤3、基于各施工检测点位置对应的施工质量安全参数，对各施工检测点位置对应的施工质量安全参数进行分析，统计地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数，并标记为δ2；

步骤4、基于地下电缆管廊综合施工环境安全指数、已施工区域综合施工安全指数和待施工区域综合施工安全指数，利用计算公式计算得出地下电缆管廊当前施工安全指数。

7.根据权利要求6所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述步骤1中地下电缆管廊综合施工环境安全指数的具体统计过程包括以下步骤：

步骤1-1、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出温度、湿度、粉尘浓度和空气流速，由此将其分别标记为q1,q2,q3,q4,并将温度、湿度、粉尘浓度和空气流速作为体感安全要素；

步骤1-2、将各施工检测段内对应的体感安全要素分别与预设的地下电缆管廊对应的标准体感要素进行对比，利用计算公式计算得出各施工检测段内对应的体感安全要素合格指数，并记为β_i，i表示各施工检测段编号，i＝1,2,......n；

步骤1-3、从各施工检测段内对应的施工环境安全参数中定位出光照亮度，将各施工检测段内对应的光照亮度与预设的地下电缆管廊对应的标准亮度进行对比，统计各施工检测段内对应的亮度合格指数，并记为α_i；

步骤1-4、基于各施工检测段内对应的光照亮度，以各施工检测段位置为横坐标，以光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域实际亮度分布曲线，同时以各施工检测段位置为横坐标，以标准光照亮度为纵坐标，构建地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线，将地下电缆管廊已施工区域亮度分布曲线与地下电缆管廊已施工区域理想亮度分布曲线进行重合对比，提取重合区域的长度，进而计算地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，并标记为ε；

步骤1-5、基于各施工检测段内对应的亮度合格指数和地下电缆管廊已施工区域亮度差异合格指数，统计地下电缆管廊视觉要素合格指数，并记为φ；

步骤1-6、基于各施工段内对应的体感安全要素合格指数和地下电缆管廊视觉要素合格指数，统计得到地下电缆管廊综合施工环境安全指数λ，其中，

s1,s2为预设体感要素对应的修正因子、视觉要素对应的修正因子。

8.根据权利要求6所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述步骤2中地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数的具体统计过程为：从各施工检测段内地下电缆管廊各内壁侧对应的施工质量安全参数中定位出裂缝条数和各条裂缝对应的面积，利用计算公式计算得到地下电缆管廊已施工区域综合施工安全指数δ1。

9.根据权利要求6所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述步骤3中地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数的具体统计过程为：

步骤3-1、将地下电缆管廊待施工区域内布设的施工检测点按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...h,...p；

步骤3-2、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数出定位出土壤松软度和土壤孔隙度，利用计算公式计算得出各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，并标记为

h表示各施工检测点编号，h＝1,2,......p；

步骤3-3、从各施工检测点位置对应的施工质量安全参数中定位出各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量，计算各施工检测点对应的土壤含水量符合系数；

步骤3-4、将各施工检测点位置在预设深度层对应的土壤含水量进行相互对比，进而定位出地下电缆管廊待施工区域对应的最高土壤含水量和最低土壤含水量，进而统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量渐变符合系数；

步骤3-5、基于各施工检测点对应的土壤含水量符合系数和地下电缆管廊待施工区域水量渐变符合系数，统计地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数，并记为χ；

步骤3-6、基于地下电缆管廊待施工区域土壤含水量综合符合系数和各施工检测点位置土壤基础参数符合系数，统计得出地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数，并记为δ2。

10.根据权利要求9所述的一种基于可视化的地下电缆管廊施工安全监测预警分析系统，其特征在于：所述地下电缆管廊待施工区域综合施工安全指数计算公式具体为

ω1,ω2为预设的土壤基础参数影响权重、土壤含水量影响权重。

Images