CN115689295A - 一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统和方法，包括巡查系统服务器、风险体系建立模块、知识图谱构建模块、中央计算分析模块和至少两台巡查装置；利用巡查装置对不同地区的风险数据进行监测，并填报巡查报告并生成巡查表格；生成风险评估矩阵；对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵；计算风险元素的权重值；一致性检验通过的权重值，将风险元素、权重值和风险概率生成知识图谱对地铁建设中的风险进行预警。本发明通过制定风险评估矩阵和判断矩阵，并计算其权重值，建立风险元素之间的关联性，针对风险制定应对措施，对于风险因素制定相应的风险应对措施将其风险发生的概率降到最低。

Description

一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及地铁巡查技术领域，特别涉及一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统及方法。

背景技术

随着经济技术的发展以及社会的不断进步，城市基础性建设工程正在不断的兴起与壮大，地铁工程是最大的城市基础性建设工程也在逐渐的得到越来越多城市的青睐，然而地铁工程由于其建设时间久、建设工期长、建设专业性要求高以及建设技术水平高等特点导致其建设本身的施工难度较大，因此，要想使得地铁建设工程能够顺利的竣工，一定要从项目风险管理进行研究和完善，以保证施工作业的有序进行。

城市的发展导致工程项目不断的兴起，对于风险管理的研究也早已经得到不断的发展，对于工程项目的风险管理分析与研究主要分为三个部分，首先要根据建设工程的实际情况发现以及分析出存在的风险因素，其次要根据发现的风险因素建立其一套适合项目自身的风险评价体系，并根据风险评价体系对发现的风险因素进行相应的风险因素评价，最后要根据风险评价的结果相应性的提出风险应对措施与管理保障措施。项目工程风险管理的核心思想就是针对该项目的实际情况将存在的各种风险因素进行挖掘以及分析，并将其进行分类，并根据相应的风险管理理论思想与相关的案例研究将挖掘出的风险因素区分为可控风险因素与不可控风险因素，对于可控制的风险因素要制定相应的风险应对措施将其风险发生的概率降到最低，对于不可控的风险因素也要制定相应的风险应对措施避免其风险因素的发生或者将风险发生带来的损失降到最低，为项目工程的顺利竣工奠定坚实的基础。

传统技术中，针对地铁线路的保护巡检方法，一般是通过人工巡查来完成。但是，随着地铁建设规模的增大，地铁线路越来越长，若仍然通过人工巡查，会导致地铁线路保护巡检的时间较长，不能够及时反映地铁线路内的信息，从而造成地铁线路保护巡检效率较低，也就不能及时预警，并且利用传统方法的利用风险数据对比进行预警，准确率不能充分考虑。

发明内容

基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统及方法，能够准确反映地铁线路的信息，并保证准确率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统，包括巡查系统服务器、风险体系建立模块、知识图谱构建模块、中央计算分析模块和至少两台巡查装置；

所述巡查系统服务器，用于对巡检装置、风险体系建立模块和知识图谱构建模块工作过程中产生的数据进行存储和管理；

所述风险体系建立模块，用于建立风险指标体系，发现风险因素之间的内在关联性，对风险的规避提供依据；

所述知识图谱构建模块，用于对风险指标进行深入分析，利用知识图谱的碰撞，完成对风险的预测；

中央计算分析模块，用于在风险体系建立和知识图谱构建之后，进行计算分析；

巡查装置，人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中，利用巡查到的数据进行风险体系建立和知识图谱构建。

优选的，所述巡查系统服务器还包括：

巡查信息接收装置，用于接收巡查装置在巡查过程中监测到地铁建设中的风险信息；

巡查信息发送装置，用于将巡查信息接收装置接收到的地铁建设中的风险信息传输给所述风险体系建立模块和所述知识图谱构建模块；

巡查定位接收装置，用于接收巡查装置传输的定位信号，对所述巡查装置进行定位。

优选的，所述巡查装置上还包括定位输出装置和预警装置；

所述定位输出装置，用于向巡查定位接收装置发送定位信息，确定所述巡查装置的位置；

所述预警装置，在中央计算分析模块计算出发生危险或者预测将要发生危险时，进行预警。

一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，包括以下步骤：

S1、利用巡查装置，在人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，对不同地区的风险数据进行监测，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中；

S2、巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵；

S3、对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵；

S4、通过步骤S2和步骤S3生成的风险评估矩阵和判断矩阵，计算风险元素的权重值；

S5、对风险元素的权重值进行一致性检验；

S6、一致性检验通过的权重值，计算对应位置发生风险的概率，调取权重数值较高的20个风险元素，将风险元素、权重值和风险概率生成知识图谱；

S7、利用知识图谱之间的碰撞，对地铁建设中的风险进行预警。

优选的，所述风险元素包括：深基坑沉降、深基坑变形、温度、湿度和裂缝。

优选的，步骤S2中巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵具体为：

风险评估矩阵中，R_n表示第n个巡查点所生成的风险评估矩阵；a₁₁表示为第一类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₂₁表示为第二类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₃₁表示为第三类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₄₁表示为第四类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₅₁第五类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₁₂表示为第一类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₂₂表示为第二类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₄₄表示为第四类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₅₅第五类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₁₃表示为第一类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₂₃表示为第二类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₄₃表示为第四类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₅₃第五类风险在风险大于预设值区间列的数值。

优选的，巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级时，在风险等级数值填充到对应数值区内，而风险等级数值没有落到的数值区填0。

优选的，步骤S3对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵具体为：在每一个不同的巡查点均生成一个判断矩阵B_n；B_n表示第n个巡查点所生成的判断矩阵。

优选的，步骤S4中计算风险元素的权重值具体步骤为：

X_n＝B_n×R_n

Y_n＝X₁×X₂×X₃×…×X_n

上式中，X_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵；Q_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵的权重值。

优选的，在生成知识图谱之前，调取权重数值较高的20个风险预测矩阵中的第一类至第五类风险的数据，则风险元素与发生的风险之间的相关性为：

式中，I表示为一个风险元素与发生风险的相关性，p(M＝Q_n)表示第n个巡查点发生风险时，该风险元素在第n个巡查点的风险预测矩阵出现的概率；p(N＝F)表示为该风险元素是否为发生风险的主要风险元素的概率；F表示为造成该风险的主要风险元素。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过巡查系统服务器、风险体系建立模块、知识图谱构建模块、中央计算分析模块和至少两台巡查装置，人工指定巡查线路，巡查装置上还包括定位输出装置和预警装置；所述定位输出装置，用于向巡查定位接收装置发送定位信息，确定所述巡查装置的位置；所述预警装置，在中央计算分析模块计算出发生危险或者预测将要发生危险时，及时进行预警，提醒工作人员及时进行处理。

2.本发明通过指定风险评价体系，对风险元素进行分类，对风险元素的严重程度进行识别，制定风险评估矩阵和判断矩阵，并计算其权重值，建立风险元素之间的关联性，能够有效的针对风险制定应对措施，对于风险因素制定相应的风险应对措施将其风险发生的概率降到最低，为项目工程的顺利竣工奠定坚实的基础。

3.本发明通过利用知识图谱将风险元素、权重值和风险概率生成知识图谱，利用知识图谱之间的碰撞，对地铁建设中的风险进行预警，相比于神经网络，本方法不需要相对大量的数据就能产生良好的监测效果，减少误报和准确率不稳定的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的方法流程示意图。

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做出创造性劳动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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统，包括巡查系统服务器、风险体系建立模块、知识图谱构建模块、中央计算分析模块和至少两台巡查装置；

所述巡查系统服务器，用于对巡检装置、风险体系建立模块和知识图谱构建模块工作过程中产生的数据进行存储和管理；其中具体包括巡查信息接收装置，用于接收巡查装置在巡查过程中监测到地铁建设中的风险信息；巡查信息发送装置，用于将巡查信息接收装置接收到的地铁建设中的风险信息传输给所述风险体系建立模块和所述知识图谱构建模块；巡查定位接收装置，用于接收巡查装置传输的定位信号，对所述巡查装置进行定位。

所述风险体系建立模块，用于建立风险指标体系，发现风险因素之间的内在关联性，对风险的规避提供依据；

所述知识图谱构建模块，用于对风险指标进行深入分析，利用知识图谱的碰撞，完成对风险的预测；

中央计算分析模块，用于在风险体系建立和知识图谱构建之后，进行计算分析；

巡查装置，人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中，利用巡查到的数据进行风险体系建立和知识图谱构建。所述巡查装置上还包括定位输出装置和预警装置；所述定位输出装置，用于向巡查定位接收装置发送定位信息，确定所述巡查装置的位置；所述预警装置，在中央计算分析模块计算出发生危险或者预测将要发生危险时，进行预警。

一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，包括以下步骤：

S1、利用巡查装置，在人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，对不同地区的风险数据进行监测，所述风险元素包括：深基坑沉降、深基坑变形、温度、湿度和裂缝等，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中；

S2、巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，风险体系建立模块根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵；巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级时，在风险等级数值填充到对应数值区内，而风险等级数值没有落到的数值区填0。

例如：深基坑沉降在低于预设值区间列的数值为1时，则深基坑沉降在预设值区间之间列的数值和大于预设值区间列的数值为0；其中低于预设值区间列的数值为1-3；预设值区间之间列的数值为4-6；大于预设值区间列的数值为7-9。

步骤S2中巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵具体为：

风险评估矩阵中，R_n表示第n个巡查点所生成的风险评估矩阵；a₁₁表示为第一类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₂₁表示为第二类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₃₁表示为第三类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₄₁表示为第四类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₅₁第五类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₁₂表示为第一类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₂₂表示为第二类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₄₄表示为第四类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₅₅第五类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₁₃表示为第一类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₂₃表示为第二类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₄₃表示为第四类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₅₃第五类风险在风险大于预设值区间列的数值。

S3、对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵；步骤S3对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵具体为：在每一个不同的巡查点均生成一个判断矩阵B_n；B_n表示第n个巡查点所生成的判断矩阵。

S4、通过步骤S2和步骤S3生成的风险评估矩阵和判断矩阵，计算风险元素的权重值；步骤S4中计算风险元素的权重值具体步骤为：

X_n＝B_n×R_n

Y_n＝X₁×X₂×X₃×…×X_n

上式中，X_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵；Q_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵的权重值。

S5、对风险元素的权重值进行一致性检验；

S6、一致性检验通过的权重值，计算对应位置发生风险的概率，调取权重数值较高的20个风险元素，在生成知识图谱之前，调取权重数值较高的20个风险预测矩阵中的第一类至第五类风险的数据，则风险元素与发生的风险之间的相关性为：

式中，I表示为一个风险元素与发生风险的相关性，p(M＝Q_n)表示第n个巡查点发生风险时，该风险元素在第n个巡查点的风险预测矩阵出现的概率；p(N＝F)表示为该风险元素是否为发生风险的主要风险元素的概率；F表示为造成该风险的主要风险元素。

利用知识图谱构建模块将风险元素、权重值和风险概率生成知识图谱；

步骤S2-S6中的各种计算过程均通过中央计算分析模块完成。

S7、利用知识图谱之间的碰撞，对地铁建设中的风险进行预警。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统，其特征在于：包括巡查系统服务器、风险体系建立模块、知识图谱构建模块、中央计算分析模块和至少两台巡查装置；

所述巡查系统服务器，用于对巡检装置、风险体系建立模块和知识图谱构建模块工作过程中产生的数据进行存储和管理；

所述风险体系建立模块，用于建立风险指标体系，发现风险因素之间的内在关联性，对风险的规避提供依据；

所述知识图谱构建模块，用于对风险指标进行深入分析，利用知识图谱的碰撞，完成对风险的预测；

中央计算分析模块，用于在风险体系建立和知识图谱构建之后，进行计算分析；

巡查装置，人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中，利用巡查到的数据进行风险体系建立和知识图谱构建。

2.根据权利要求1所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统，其特征在于，所述巡查系统服务器还包括：

巡查信息接收装置，用于接收巡查装置在巡查过程中监测到地铁建设中的风险信息；

巡查信息发送装置，用于将巡查信息接收装置接收到的地铁建设中的风险信息传输给所述风险体系建立模块和所述知识图谱构建模块；

巡查定位接收装置，用于接收巡查装置传输的定位信号，对所述巡查装置进行定位。

3.根据权利要求1所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断系统，其特征在于，所述巡查装置上还包括定位输出装置和预警装置；

所述定位输出装置，用于向巡查定位接收装置发送定位信息，确定所述巡查装置的位置；

所述预警装置，在中央计算分析模块计算出发生危险或者预测将要发生危险时，进行预警。

4.一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用巡查装置，在人工进行指定巡查路线对设置的巡查点进行检查监测，对不同地区的风险数据进行监测，并填报巡查报告并生成巡查表格至所述巡查系统服务器中；

S2、巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵；

S3、对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵；

S4、通过步骤S2和步骤S3生成的风险评估矩阵和判断矩阵，计算风险元素的权重值；

S5、对风险元素的权重值进行一致性检验；

S6、一致性检验通过的权重值，计算对应位置发生风险的概率，调取权重数值较高的20个风险元素，将风险元素、权重值和风险概率生成知识图谱；

S7、利用知识图谱之间的碰撞，对地铁建设中的风险进行预警。

5.根据权利要求4所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，所述风险元素包括：深基坑沉降、深基坑变形、温度、湿度和裂缝。

6.根据权利要求4所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，步骤S2中巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级，生成风险评估矩阵具体为：

风险评估矩阵中，R_n表示第n个巡查点所生成的风险评估矩阵；a₁₁表示为第一类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₂₁表示为第二类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₃₁表示为第三类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₄₁表示为第四类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₅₁第五类风险在风险低于预设值区间列的数值；a₁₂表示为第一类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₂₂表示为第二类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₄₄表示为第四类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₅₅第五类风险在风险预设值区间之间列的数值；a₁₃表示为第一类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₂₃表示为第二类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₃₃表示为第三类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₄₃表示为第四类风险在风险大于预设值区间列的数值；a₅₃第五类风险在风险大于预设值区间列的数值。

7.根据权利要求6所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，巡查系统服务器接收到巡查装置生成的巡查表格，根据巡查表格中数据对应的风险等级时，在风险等级数值填充到对应数值区内，而风险等级数值没有落到的数值区填0。

8.根据权利要求4所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，步骤S3对风险数据对应的风险类型进行评估，得出风险判断矩阵表，得出判断矩阵具体为：在每一个不同的巡查点均生成一个判断矩阵B_n；B_n表示第n个巡查点所生成的判断矩阵。

9.根据权利要求4所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，步骤S4中计算风险元素的权重值具体步骤为：

X_n＝B_n×R_n

Y_n＝X₁×X₂×X₃×…×X_n

上式中，X_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵；Q_n表示第n个巡查点的风险预测矩阵的权重值。

10.根据权利要求4所述的一种地铁工程建设的巡查分析诊断方法，其特征在于，在生成知识图谱之前，调取权重数值较高的20个风险预测矩阵中的第一类至第五类风险的数据，则风险元素与发生的风险之间的相关性为：

式中，I表示为一个风险元素与发生风险的相关性，p(M＝Q_n)表示第n个巡查点发生风险时，该风险元素在第n个巡查点的风险预测矩阵出现的概率；p(N＝F)表示为该风险元素是否为发生风险的主要风险元素的概率；F表示为造成该风险的主要风险元素。

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