CN116433024A - 一种建设工程安全监测预警分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建设工程安全监测预警分析方法，包括有以下步骤：通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来走势进行预测；通过经验曲线拟合模块，得到近相似曲线；将预测出可能会出现预警的监测点的累计曲线与风险数据库内历史监测点的场地环境信息进行匹配和筛选；相似曲线进行拟合修正，得到监测点修正预测曲线；通过GIS与监测数据同步显示系统，将监测数据同步显示在GIS图上，本发明涉及监测预警技术领域。本发明，解决对于暗挖施工造成差异沉降过大，严重时发生开裂、渗漏水甚至断裂的情况不能及时进行进行预警的问题。
Description
技术领域
本发明涉及监测预警技术领域，特别是涉及一种建设工程安全监测预警分析方法。
背景技术
建设工程中的地下工程中，暗挖施工(即在地面以下进行的隧道、桥梁或其他地下建筑的施工)过程中，可能会出现差异沉降过大的问题，这是因为不同土层之间的压缩系数和沉降速度存在差异，导致隧道或地下结构发生不均匀沉降。
差异沉降过大可能会导致开裂、渗漏水甚至断裂等问题。具体来说，暗挖施工过程中，当隧道或地下结构穿过软弱土层或含水量较高的土层时，土层会发生不均匀沉降，导致隧道或地下结构的支撑力不足，从而出现裂缝或断裂等问题。此外，暗挖施工还可能会对周围建筑物和地下管线造成影响，导致渗漏水或其他问题
现有技术中，对于暗挖施工造成差异沉降过大，严重时发生开裂、渗漏水甚至断裂的情况不能及时进行进行预警，所以我们提出了一种建设工程安全监测预警分析方法。
发明内容
为了解决对于暗挖施工造成差异沉降过大，严重时发生开裂、渗漏水甚至断裂的情况不能及时进行进行预警的问题，本发明的目的是提供一种建设工程安全监测预警分析方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种建设工程安全监测预警分析方法，包括有设置在云端管理平台内的经验曲线拟合模块、场地环境与监测点匹配系统、GIS图与监测数据同步显示、风险数据库、智能预测模块、监测数据预处理模块、监测数据集成采集模块；所述监测数据集成采集模块通讯连接有设置在各不同监测点的监测传感器，用于收集数据并传输至监测数据集成采集模块；
具体测预警分析方法步骤包括有以下步骤：
步骤一，通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来走势进行预测，得到监测点预测曲线，达到设定的预警值后，进入如下步骤；
步骤二，通过经验曲线拟合模块，将预测出可能会出现预警的监测点累计曲线与企业数据库内历史监测工程出现预警监测点的累计曲线进行匹配和筛选，得到近相似曲线；
步骤三，将预测出可能会出现预警的监测点的累计曲线与风险数据库内历史监测点的场地环境信息进行匹配和筛选，得到若干个相似曲线，最后通过场地环境与监测点匹配系统与该监测点的场地环境信息进行匹配，得到最相似曲线；
步骤四，将监测点预测曲线与近相似曲线和最相似曲线进行拟合修正，得到监测点修正预测曲线；该监测点修正预测曲线准确率高，能够更好的反应监测点未来变化趋势，达到准确预警的目的；
步骤五，通过GIS与监测数据同步显示系统，将监测数据同步显示在GIS图上，通过不用颜色显示来表示基坑状态，并将该画面通过外部输出到显示器上，方便管理人员查看，当某监测点的监测数据达到预警值时，该监测点区域将会在GIS上以红色闪烁，达到预警效果。
优选的，所述经验曲线拟合模块可导入历史监测数据，导入的数据会存入风险数据库，经验曲线拟合模块可将现场采集的监测数据进行统计，根据不同要求形成图表进行查看，并且能够对风险数据库内的监测数据进行筛选和提取。
优选的，所述场地环境与监测点匹配系统，包括监测点场地信息输入模块，其能录入本工程监测点信息，通过监测点场地信息输入模块导入现场平面图，在平面图上可插入监测点信息并能与现场实际监测点数据进行匹配，同时在监测点场地信息输入模块内可将每个监测点的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等信息录入，录入的信息会存入风险数据库；场地环境与监测点匹配系统可将现场采集的环境信息进行统计，并且能够对风险数据库内的环境信息数据进行筛选和提取。
优选的，所述GIS与监测数据同步显示系统，通过将外部软件建立的GIS图导入平台，并且通过监测数据同步显示模块在GIS上插入监测点并编号，插入的监测点与设置监测点对应且数据信息同步。
优选的，所述风险数据库收集了各个不同项目监测过程中各实际监测点的累计变化曲线，即收集基坑监测过程中监测点达到预警值和报警值的累计变化曲线；且收集了各个不同监测项目基坑监测点的场地环境信息。
优选的，所述监测点场地信息输入能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式例如CAD格式、图片格式。
优选的，所述监测数据同步显示能够在导入的GIS图插入监测点，并且插入的监测点能够识别现场采集的数据并与现场监测点对应。
优选的，所述智能预测是采用人工神经网络模型对水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等检测项中的监测数据进行预测，并根据后续数据对模型进行修正，做到提前预警。
优选的，所述监测数据采集是通过测量机器人和各类监测传感器进行数据采集，所述测量机器人是用于测量基坑的水平和垂直位移，监测传感器是用于垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等监测项的监测，根据监测项的不同，通过埋设对应监测项的监测传感器进行数据采集。
优选的，所述用于基于现场安全分析推理结果，结合安全风险监测数据及现场监控影像，将目标风险定位显示并推送相关责任人。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：
1、本发明，可进行多方位的数据采集汇总和控制；
2、本发明，通过实时采集、传输数据、储存、处理数据，并智能报警，从而达到动态显示监测信息的目的，全方位地分析地下工程的变形失稳机理和成灾模式，有效预测地下工程的危险趋势，并进行风险规避；
3、本发明，可24小时不间断自动化安全监测，远程控制，弥补人工监测不足，减少人工作业安全风险，实时获取现场监测点变形数据，自动解算、分析、研判及智能分级预警，为应急抢险工作提供基础数据支撑，保障建设工程平稳运行，助力防灾减灾，风险处置前置，有效降低风险处置成本；
4、本发明，通过对曲线进行拟合修正得到监测点修正预测曲线，使得该监测点修正预测曲线准确率高，能够更好的反应监测点未来变化趋势，达到准确预警的目的。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明流程的示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1，在云端管理平台内，由经经验曲线拟合模块、场地环境与监测点匹配系统、GIS图与监测数据同步显示、风险数据库、智能预测模块、监测数据预处理模块、监测数据集成采集模块组成，根据不同监测项设置测量机器人或监测传感器，收集数据并传输至监测数据集成采集模块，然后经过监测数据预处理模块将监测数据进行处理后发送至云端管理平台；
其中，所述经经验曲线拟合模块，可导入历史监测数据，导入的数据会存入风险数据库，经经验曲线拟合模块可将现场采集的监测数据进行统计，根据不同要求形成图表进行查看，并且能够对风险数据库内的监测数据进行筛选和提取；
所述场地环境与监测点匹配系统，包括监测点场地信息输入模块，其能录入本工程监测点信息，通过监测点场地信息输入模块导入现场平面图，在平面图上可插入监测点信息并能与现场实际监测点数据进行匹配，同时在监测点场地信息输入模块内可将每个监测点的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图等信息录入，录入的信息会存入风险数据库；场地环境与监测点匹配系统可将现场采集的环境信息进行统计，并且能够对风险数据库内的环境信息数据进行筛选和提取；
所述GIS与监测数据同步显示系统，通过将外部软件建立的GIS图导入平台，并且通过监测数据同步显示模块在GIS上插入监测点并编号，插入的监测点与设置监测点对应且数据信息同步。
实施例2，监测控制值及预警管理标准：
监测控制值
注：表格中控制标准为设计及评估单位提供
预警管理标准
测点布置原则
实施例3，建设工程安全监测预警分析方法包括下述步骤：
第一步、通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来走势进行预测，得到监测点预测曲线，如达到设定的预警值将进行第二步；
第二步、通过经经验曲线拟合模块，将预测出可能会出现预警的监测点累计曲线与企业数据库内历史监测工程出现预警监测点的累计曲线进行匹配和筛选，得到近相似曲线
第三步、将预测出可能会出现预警的监测点的累计曲线与风险数据库内历史监测点的场地环境信息进行匹配和筛选，得到若干个相似曲线，最后通过场地环境与监测点匹配系统与该监测点的场地环境信息进行匹配，得到最相似曲线
第四步、将监测点预测曲线与近相似曲线和最相似曲线进行拟合修正，得到监测点修正预测曲线；该监测点修正预测曲线准确率高，能够更好的反应监测点未来变化趋势，达到准确预警的目的；
第五步、通过GIS与监测数据同步显示系统，将监测数据同步显示在GIS图上，通过不用颜色显示来表示基坑状态，并将该画面通过外部输出到显示器上，方便管理人员查看，当某监测点的监测数据达到预警值时，该监测点区域将会在GIS上以红色闪烁，达到预警效果。
所述风险数据库具有：收集了各个不同项目监测过程中各实际监测点的累计变化曲线，即收集基坑监测过程中监测点达到预警值和报警值的累计变化曲线；收集了各个不同监测项目基坑监测点的场地环境信息。
所述监测点场地信息输入能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式例如CAD格式、图片格式等。
实施例4，1)根据上传的监测数据系统对数据超过预警、报警、控制值的测点进行审核后发布。监测预警分为黄、橙、红三类。
各类监测预警应在平台GIS图页进行三色闪烁提示。
2)发布监测预警发布单：通过点击“监测预警发布单”按钮进入发布单列表页面。
监测预警发布单列表页面，将对本单位上传的有新增监测预警的分工点进行排列。工程主持人在信息平台进行点击“发布监测预警”按钮，发布监测预警。
工程主持人在监测预警发布单发布提示页面点击“发布监测预警”按钮，进入监测预警发布单填报界面。填写预警描述、原因分析、处置建议，并上传典型测点曲线图、测点位置图等信息后提交平台，监测预警发布。
3)查看监测预警发布单：点击监测预警发布单按钮进入页面，可查看检查预警发布单，并可根据单号、线路工点、发布单开始截止时间进行分类查看。
在查看监测预警发布单页面点击列表中的查看详细按钮查看详情，可调取该监测预警发布单的详细信息。
4)监测预警发布后，应实现预警关键信息以短信或微信公众号提示功能。
5)当前监测预警，应在导航栏“预警及安全风险状态评价”中，点击“当前监测预警”可查看当前监测预警列表信息。
6)消警功能，工程施工完成后，由工程主持人提出累计监测预警最终消警申请(下拉可复选测点功能)，由项目负责人审核、专业院总工审批，流程完成后，监测预警自动消除。
7)停测功能，根据相关要求，当工程监测达到停测条件后，工程主持人需在管理平台上提交停测审批流程(停测测点应实现复选功能)，项目负责人审核，专业院总工审批，流程完成后，监测预警自动消除。
实施例5，该建设工程安全监测预警分析方法，基于自动化监测、APP即时监测、安全巡视APP的三种采集形式，推送到监测平台，并结合安全风险双控指标设置预警级别，进行分析推理，实现建筑工程安全监测预警，该方法具备较高的可系统性、可解释性和泛化性。
自动化：24小时不间断自动化安全监测，远程控制，弥补人工监测不足，减少人工作业安全风险。实时获取现场监测点变形数据，自动解算、分析、研判及智能分级预警，为应急抢险工作提供基础数据支撑，保障建设工程平稳运行，助力防灾减灾。风险处置前置，有效降低风险处置成本。
APP即时监测：APP通过蓝牙连接监测设备进行数据即时采集、处理，减少人为干预，数据时效性高。
一键无线上传，化繁为简，实现了“多机统采”、“实时监控”的全过程质量控制。实时数据计算、查看，异常信息声光提醒、精准定位。
安全巡视APP：系统全方位集成安全巡视功能模块，内置安全巡视参考标准，通过平台或手机APP即时上传，同步巡视信息。预警建议、审核、预警、响应、消警全功能兼容，真正做到安全巡视的全流程智能把控。提升安全巡视智能化水平及管理效率。
巡视对象、内容及预警参考标准化，巡视作业、预警、消警流程化，有效提有建设工程安全巡视管理水平。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于，包括有设置在云端管理平台内的经验曲线拟合模块、场地环境与监测点匹配系统、GIS图与监测数据同步显示、风险数据库、智能预测模块、监测数据预处理模块、监测数据集成采集模块；所述监测数据集成采集模块通讯连接有设置在各不同监测点的监测传感器，用于收集数据并传输至监测数据集成采集模块；
具体测预警分析方法步骤包括有以下步骤：
步骤一，通过智能预测模块对监测数据进行分析并对各监测点的未来走势进行预测，得到监测点预测曲线，达到设定的预警值后，进入如下步骤；
步骤二，通过经验曲线拟合模块，将预测出可能会出现预警的监测点累计曲线与企业数据库内历史监测工程出现预警监测点的累计曲线进行匹配和筛选，得到近相似曲线；
步骤三，将预测出可能会出现预警的监测点的累计曲线与风险数据库内历史监测点的场地环境信息进行匹配和筛选，得到若干个相似曲线，最后通过场地环境与监测点匹配系统与该监测点的场地环境信息进行匹配，得到最相似曲线；
步骤四，将监测点预测曲线与近相似曲线和最相似曲线进行拟合修正，得到监测点修正预测曲线；
步骤五，通过GIS与监测数据同步显示系统，将监测数据同步显示在GIS图上，通过不用颜色显示来表示基坑状态，并将该画面通过外部输出到显示器上。
2.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述经验曲线拟合模块可导入历史监测数据，导入的数据会存入风险数据库，经验曲线拟合模块可将现场采集的监测数据进行统计，根据不同要求形成图表进行查看，并且能够对风险数据库内的监测数据进行筛选和提取。
3.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述场地环境与监测点匹配系统，包括监测点场地信息输入模块，用于录入本工程监测点信息，通过监测点场地信息输入模块导入现场平面图，在平面图上可插入监测点信息并能与现场实际监测点数据进行匹配，同时在监测点场地信息输入模块内可将每个监测点的工程地质情况、水文地质情况以及基坑鸟瞰图信息录入，录入的信息会存入风险数据库；场地环境与监测点匹配系统将现场采集的环境信息进行统计，并且对风险数据库内的环境信息数据进行筛选和提取。
4.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述GIS与监测数据同步显示系统通过将外部软件建立的GIS图导入平台，并且通过监测数据同步显示模块在GIS上插入监测点并编号，插入的监测点与设置监测点对应且数据信息同步。
5.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述风险数据库收集了各个不同项目监测过程中各实际监测点的累计变化曲线和各个不同监测项目基坑监测点的场地环境信息。
6.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述监测点场地信息输入能导入基坑现场平面图，在平面图上能够插入监测点并录入相关信息，导入平面图格式例如CAD格式、图片格式。
7.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述监测数据同步显示能够在导入的GIS图插入监测点，并且插入的监测点能够识别现场采集的数据并与现场监测点对应。
8.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述智能预测是采用人工神经网络模型对水平位移、垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等检测项中的监测数据进行预测，并根据后续数据对模型进行修正，做到提前预警。
9.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述监测数据采集是通过测量机器人和各类监测传感器进行数据采集，所述测量机器人是用于测量基坑的水平和垂直位移，监测传感器是用于垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜等监测项的监测，根据监测项的不同，通过埋设对应监测项的监测传感器进行数据采集。
10.根据权利要求1所述的一种建设工程安全监测预警分析方法，其特征在于：所述用于基于现场安全分析推理结果，结合安全风险监测数据及现场监控影像，将目标风险定位显示并推送相关责任人。
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