CN117053639B - 一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法 - Google Patents
一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法。该基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，包括以下步骤：S1，桥梁爆破环境因素参数预处理；S2，爆破热湿敏感评估；S3，爆破机械性能评估；S4，爆破爆炸轰击评估；S5，爆破补正评估；S6，爆破综合评估；S7，桥梁爆破综合调控。本发明通过对爆破热湿敏感、机械性能、爆炸轰击和补正方面的评估，综合评估了环境各因素对桥梁爆破的影响并综合调控以便于做出对应的调整，进而有效降低了环境因素对桥梁爆破负面影响的可能性，解决了现有技术中，存在不能综合评估环境因素的干扰以大大降低环境因素对桥梁爆破成功率影响的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁爆破技术领域，尤其涉及一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法。
背景技术
爆破作为一种科学技术，应用很广，采矿开山，修铁路，开掘隧道等大型工程需求强烈，随着工业化建设的发展，对于桥梁爆破参数调控方法的需求也越来越旺盛，基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法可以提供环境保护、安全性和经济效益方面的好处；它可以精确控制爆破效果，减小环境影响，节约成本，提高施工效率，并优化施工过程，从而提高整个爆破工程的质量和效果。
现有的基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，有以下几种常用的方法：数据采集与实时监测：这种方法使用传感器和监测设备对桥梁进行实时监测，并采集关键数据，这些数据可以通过无线传输系统传输到监测中心进行分析和处理；数据分析与反馈控制：通过对采集的实时监控数据进行分析和处理，可以获取桥梁结构的动态响应和变化情况；模型预测与仿真：基于实时监控数据，可以与预测的模型进行对比和修正，从而进行更加精确的爆破参数调控；自适应控制策略：这种方法基于反馈控制理论和算法，在实施爆破过程中根据实时监测数据不断调整爆破参数。通过不断反馈和调整，可以使爆破效果逐步接近预期目标，达到最佳的破坏效果和保护要求。
例如公开号为：CN113235468A公开的一种大型桥梁爆破拆除监控系统及其应用方法，包括：控制机、防盗报警器、位置传感器、温度湿度传感器、无人机和起爆装置；所述监控系统的应用方法包括：确定爆破危险区和爆破警戒区；设置施工人员定位装置；在桥梁上安装施工设备，钻孔；在爆炸物上安装位置传感器和温度湿度传感器；驱散有效活体目标；完成桥梁的爆破；收回爆炸物；清理爆破残留物。
例如公开号为：CN112484589A公开的在高架支墩下方进行隧道爆破的方法，包括：步骤1、爆破参数设计；步骤2、隧道断面开挖爆破参数；步骤3、装药结构；步骤4、堵塞；步骤5、起爆及网络；步骤6、爆破振动控制；步骤7、浅孔爆破飞石验算；步骤8爆破空气冲击波验算；步骤9、爆破施工作业。本发明所采用的炸药用量计算充分，能够应对区间隧道开挖环境复杂，下穿中环高架桥、酒店及居民住房等的情况，尤其适用于隧道施工区域与生活设施、建筑、道路较近的情况。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
现有技术中，由于缺乏对环境因素对桥梁爆破的影响评估，存在不能综合评估环境因素的干扰以大大降低环境因素对桥梁爆破成功率影响的问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，解决了现有技术中不能综合评估环境因素的干扰以大大降低环境因素对桥梁爆破成功率影响的问题，实现了有效降低了环境因素对桥梁爆破负面影响的可能性。
本申请实施例提供了一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，包括：S1，桥梁爆破环境因素参数预处理：采集桥梁爆破环境因素参数并做预处理；S2，爆破热湿敏感评估：对桥梁爆破热湿敏感方面进行评估，得到爆破热湿敏感评估指数；S3，爆破机械性能评估：对桥梁爆破机械性能方面进行评估，得到爆破机械性能评估指数；S4，爆破爆炸轰击评估：对桥梁爆破爆炸轰击方面进行评估，得到爆破爆炸轰击评估指数；S5，爆破补正评估：对桥梁爆破补充修正方面进行评估，得到爆破补正评估指数；S6，爆破综合评估：综合爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对环境因素对桥梁爆破综合评估，得到爆破综合评估指数，对爆破综合评估指数评估处理；S7，桥梁爆破综合调控：对爆破综合评估结果、爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对应的桥梁爆破参数进行综合调控。
进一步的，所述S1桥梁爆破环境因素参数预处理的具体步骤为：采集桥梁爆破环境因素参数，包括：环境温度、炸药表面温度、环境湿度、炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度、炸药表面综合压力、炸药起爆药量、炸药相对最短殉爆距离、环境氧气浓度、炸药放置时间、环境光照强度、炸药种类、炸药起爆方式；对以上参数做预处理，过滤数据白噪音并按预定义特征信息点提取以上参数特征信息，得到以上参数的有效特征数据，将以上参数的有效特征数据依然记为原参数数据。
进一步的，所述S2中得到爆破热湿敏感评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境温度、炸药表面温度和环境湿度，将空间监测点记为a0，a0＝1,2,...,a，炸药表面监测点记为c0，c0＝1,2,...,c，热湿敏感时间监测点记为b0，b0＝1,2,...,b，则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境温度记为则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境湿度记为/>则第c0个炸药表面监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的炸药表面温度记为/>a、b和c分别为空间监测点、炸药表面监测点和热湿敏感时间监测点的总数，并据此通过计算公式得到爆破热湿敏感评估指数α，具体计算公式为其中φ表示温度监测综合误差因子，/>表示遍历所有炸药表面监测点的炸药表面温度与所有空间监测点的环境温度的差值最大值，D表示爆破炸药爆炸温度点，θ表示预定义爆破炸药火焰敏感度，/>和/>分别表示设定爆破炸药爆炸温度点与炸药表面温度与环境温度差值的标准差值和设定环境湿度标准值，E和F分别表示设定爆破炸药所受环境温度对应的影响权重因子和设定爆破炸药所受环境湿度对应的影响权重因子，/>表示爆破炸药温度与湿度设定关联系数。
进一步的，所述S3中得到爆破机械性能评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度和炸药表面综合压力，炸药表面机械性能监测点记为d0，d0＝1,2,...,d，机械性能时间监测点记为f0，f0＝1,2,...,f，则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动频率记为则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动幅度记为/>则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面综合压力记为/>并据此通过计算公式得到爆破机械性能评估指数β，具体计算公式为/>其中e表示自然常数，λ表示设定爆破炸药摩擦压力敏感度匹配系数，γ表示爆破炸药机械性能监测综合误差因子，/>表示遍历所有炸药表面机械性能监测点和机械性能时间监测点下的炸药表面振动频率与炸药表面振动幅度的乘积最大值，/>和/>表示设定炸药表面振动频率和炸药表面振动幅度的乘积标准值和设定炸药表面综合压力标准值，η表示设定爆破炸药撞击振动敏感度匹配系数，/>表示爆破炸药振动与综合压力的相互作用系数。
进一步的，所述S4中得到爆破爆炸轰击评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药起爆药量，炸药相对最短殉爆距离，炸药数量记为g0，g0＝1,2,...,g，则第g0个炸药的炸药起爆药量记为则第g0个炸药的炸药相对最短殉爆距离记为/>并据此通过计算公式得到爆破爆炸轰击评估指数χ，具体计算公式为其中/>和/>分别表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量和相对最短殉爆距离，/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量标准差系数和相对最短殉爆距离标准差系数，炸药起爆药量监测综合误差因子，θ表示炸药起爆药量监测综合误差因子，τ表示炸药相对最短殉爆距离监测综合误差因子，K表示设定炸药起爆药量与实际炸药起爆药量的差值绝对值对应的影响加权乘方，L表示设定炸药相对最短殉爆距离与炸药相对最短殉爆距离的差值绝对值对应的影响加权乘方，O表示爆破爆炸轰击所有参数与极限值对比的修正系数。
进一步的，所述S5中对环境因素中对桥梁爆破补充修正方面进行评估的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度，由S4得到炸药数量g0，由S2得到空间监测点a0，则第g0个炸药的炸药放置时间记为Tg0，则第a0个空间监测点的环境氧气浓度记为则第a0个空间监测点的w和环境光照强度记为/>并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数R，具体计算公式为其中/>和/>表示预定义第a0个空间监测点的环境氧气浓度匹配的影响指数和环境光照强度匹配的影响指数，ι表示设定第g0个炸药的炸药放置时间匹配的爆炸性能老化指数，S表示环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度三者之间的相互作用对应的匹配系数,h表示设定环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度与对应极限值对比的修正系数。
进一步的，所述S5中得到爆破补正评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药种类、炸药起爆方式，由S4得到炸药数量g0，则第g0个炸药的炸药种类记为Ug0，则第g0个炸药的炸药起爆方式记为Vg0，并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数ε，具体计算公式为其中/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药种类的匹配的影响指数和炸药起爆方式的匹配的影响指数，ω表示设定第g0个炸药的炸药种类和炸药炸药起爆方式匹配的爆炸性能调和指数。
进一步的，所述S6中得到爆破综合评估指数的具体步骤为：获得爆破热湿敏感评估指数α、爆破机械性能评估指数β、爆破爆炸轰击评估指数χ和爆破补正评估指数ε，并据此通过计算公式得到爆破综合评估指数δ，具体计算公式为其中X、Y和Z分别表示预定义爆破热湿敏感评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破机械性能评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破爆炸轰击评估指数的匹配的影响权重因子，W表示预定义爆破综合评估指数的调整系数。ψ表示预定义极端环境对综合评估影响的修正因子。
进一步的，S6中对爆破综合评估指数评估处理的具体步骤为：步骤1，获得爆破综合评估指数，与预定义爆破综合评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为合理爆破综合评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理爆破综合评估指数进入步骤2；步骤2，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数与对应的预定义爆破热湿敏感评估指数、预定义爆破机械性能评估指数、预定义爆破爆炸轰击评估指数和预定义爆破综合评估指数评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理爆破评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为对应的不合理爆破评估指数进入步骤3；步骤3，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数下的每一个参数与对应的预定义对应的参数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理参数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理参数，进入桥梁爆破综合调控。
进一步的，所述S7桥梁爆破综合调控的具体步骤为：S71，对记为合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标绿，实时监测显示；S72，对记为不合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标黄，对记为对应的合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标绿，实时监测显示；S73，对记为对应的不合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标黄，对记为对应的合理参数全部标绿，实时监测显示；S74，对记为对应的不合理参数全部标红，实时监测显示，并对对应的不合理参数做出对应的合理调控。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过采集桥梁爆破环境因素参数并做预处理，进而对爆破热湿敏感评估、爆破机械性能评估、爆破爆炸轰击评估和爆破补正评估，结合四者的评估结果综合评估环境因素对桥梁爆破的影响，最后综合显示评估结果以便于对相关参数对应的具体情况做出合理调整；从而有效降低了环境因素对桥梁爆破负面影响的可能性，进而实现了提高排除环境因素干扰后桥梁爆破的成功率，有效解决了现有技术中，不能综合评估环境因素的干扰以大大降低环境因素对桥梁爆破成功率影响的问题。
2、通过爆破综合评估，结合爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对环境因素对桥梁爆破综合评估，得到爆破综合评估指数，对爆破综合评估指数评估处理从而便于进一步的处理，综合众多环境因素评估对桥梁爆破影响评估，进而实现了提高对环境因素对桥梁爆破干扰评估的准确率。
3、通过桥梁爆破综合调控，分步骤综合遍历对比所有参数，包括对爆破综合评估指数、爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数以及下面的具体参数依次遍历判断，最终对所有评估指数和评估所含参数标定红色、黄色或绿色，进而对对应的不合理参数做出对应的合理调控，实现了桥梁爆破综合调控方法，使得综合评估结果可以指导最后具体的调控方法，提高了综合评估对应的合理调控方法的可行性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法的步骤示意图；
图2为本申请实施例提供的中爆破综合评估的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的中桥梁爆破综合调控的步骤示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，解决了现有技术中不能综合评估环境因素的干扰以大大降低环境因素对桥梁爆破成功率影响的问题，通过综合评估环境因素对桥梁爆破的影响，实现了提高排除环境因素干扰后桥梁爆破的成功率。
本申请实施例中的技术方案为解决上述不能综合评估环境因素的影响以提高综合评估精确度对桥梁爆破的影响问题，总体思路如下：
通过采集桥梁爆破环境因素参数并做预处理，爆破热湿敏感评估、爆破机械性能评估、爆破爆炸轰击评估和爆破补正评估，并结合四者的评估结果综合评估环境因素对桥梁爆破的影响，最后综合调控评估结果以便于对相关参数对应的具体情况做出合理调整，达到了有效降低了环境因素对桥梁爆破负面影响的可能性的可靠效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，为本申请实施例提供的基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法的步骤示意图，本申请实施例提供的一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法包括：S1，桥梁爆破环境因素参数预处理：采集桥梁爆破环境因素参数并做预处理；S2，爆破热湿敏感评估：对桥梁爆破热湿敏感方面进行评估，得到爆破热湿敏感评估指数；S3，爆破机械性能评估：对桥梁爆破机械性能方面进行评估，得到爆破机械性能评估指数；S4，爆破爆炸轰击评估：对桥梁爆破爆炸轰击方面进行评估，得到爆破爆炸轰击评估指数；S5，爆破补正评估：对桥梁爆破补充修正方面进行评估，得到爆破补正评估指数；S6，爆破综合评估：综合爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对环境因素对桥梁爆破综合评估，得到爆破综合评估指数，对爆破综合评估指数评估处理；S7，桥梁爆破综合调控：对爆破综合评估结果、爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对应的桥梁爆破参数进行综合调控。
进一步的，S1桥梁爆破环境因素参数预处理的具体步骤为：采集桥梁爆破环境因素参数，包括：环境温度、炸药表面温度、环境湿度、炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度、炸药表面综合压力、炸药起爆药量、炸药相对最短殉爆距离、环境氧气浓度、炸药放置时间、环境光照强度、炸药种类、炸药起爆方式；对以上参数做预处理，包括：过滤数据白噪音，按预定义特征信息点提取以上参数特征信息，得到以上参数的有效特征数据，将以上参数的有效特征数据依然记为原参数数据。
在本实施例中，环境因素评估所有参数都是一般性的阐释，可以对于具体的环境做出调整评估因素的处理以保证评估模型的正确率；数据白噪音是任何传感器，光电仪器及检测设备避免不了的，需要相对于具体预定义白噪音阈值处理；对于相同类别的数据会有大量关联度较高的情况，只需保留一部分突出有效特征数据即可；将以上参数的有效特征数据依然记为原参数数据，注意下文中所有数据已经是有效特征数据而非原始数据。
进一步的，S2中得到爆破热湿敏感评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境温度、炸药表面温度和环境湿度，将空间监测点记为a0，a0＝1,2,...,a，炸药表面监测点记为c0，c0＝1,2,...,c，热湿敏感时间监测点记为b0，b0＝1,2,...,b，则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境温度记为则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境湿度记为/>则第c0个炸药表面监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的炸药表面温度记为/>a、b和c分别为空间监测点、炸药表面监测点和热湿敏感时间监测点的总数，并据此通过计算公式得到爆破热湿敏感评估指数α，具体计算公式为/>其中φ表示温度监测综合误差因子，/>表示遍历所有炸药表面监测点的炸药表面温度与所有空间监测点的环境温度的差值最大值，D表示爆破炸药爆炸温度点，θ表示预定义爆破炸药火焰敏感度，/>和/>分别表示设定爆破炸药爆炸温度点与炸药表面温度与环境温度差值的标准差值和设定环境湿度标准值，E和F分别表示设定爆破炸药所受环境温度对应的影响权重因子和设定爆破炸药所受环境湿度对应的影响权重因子，/>表示爆破炸药温度与湿度设定关联系数。
在本实施例中，爆破热湿敏感评估指数主要评估温度和湿度两方面，温度是影响炸药性能的重要因素。炸药的爆炸速度和能量释放能力通常随着温度的升高而增加。较低的温度可能使炸药的性能下降，而较高的温度可能导致过早的爆炸或其他不稳定性问题，湿度可以对炸药的稳定性产生显著影响。某些炸药对湿度敏感，水分的存在可能引起炸药的分解、降解或变质，湿度还可能影响炸药的密度和导火性能；炸药受热而引爆的难易程度称为炸药的热敏感度，工业上通常分别用爆破炸药爆炸温度点火焰敏感度两个实验指标来衡量炸药的热敏感度；炸药一般不是均匀受热受湿，需要对某个突出的集中受热受湿点进行优先评估，所以需要先遍历所有监测点找到与标准偏离的最大值；对于很多具体情况，湿热会有相互作用影响，需要对关联作用纳入评估考虑。
进一步的，S3中得到爆破机械性能评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度和炸药表面综合压力，炸药表面机械性能监测点记为d0，d0＝1,2,...,d，机械性能时间监测点记为f0，f0＝1,2,...,f，则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动频率记为则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动幅度记为/>则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面综合压力记为/>并据此通过计算公式得到爆破机械性能评估指数β，具体计算公式为其中e表示自然常数，λ表示设定爆破炸药摩擦压力敏感度匹配系数，γ表示爆破炸药机械性能监测综合误差因子，表示遍历所有炸药表面机械性能监测点和机械性能时间监测点下的炸药表面振动频率与炸药表面振动幅度的乘积最大值，/>和/>表示设定炸药表面振动频率和炸药表面振动幅度的乘积标准值和设定炸药表面综合压力标准值，η表示设定爆破炸药撞击振动敏感度匹配系数，/>表示爆破炸药振动与综合压力的相互作用系数。
在本实施例中，爆破机械性能评估指数主要评估振动和压力两方面，振动和冲击可能对炸药性能产生影响。过大的震动或冲击可能导致炸药不稳定、分解或爆炸，压力影响炸药的性能，在高压环境中，炸药的密度可能增加，爆炸波的传播速度也可能增加，相反，低压环境下，炸药的性能可能下降；炸药在撞击、摩擦等作用下引发爆炸的难易程度称为炸药的机械感度，分别用撞击振动敏感度和摩擦压力敏感度来衡量；炸药一般不是均匀受力，需要对某个突出的集中受热受湿点进行优先评估，所以需要先遍历所有监测点找到偏离完全静置状态的最大值；对于很多具体情况，振动和压力会有相互作用影响，需要对关联作用纳入评估考虑。
进一步的，S4中得到爆破爆炸轰击评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药起爆药量，炸药相对最短殉爆距离，炸药数量记为g0，g0＝1,2,...,g，则第g0个炸药的炸药起爆药量记为则第g0个炸药的炸药相对最短殉爆距离记为/>并据此通过计算公式得到爆破爆炸轰击评估指数χ，具体计算公式为其中/>和/>分别表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量和相对最短殉爆距离，/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量标准差系数和相对最短殉爆距离标准差系数，炸药起爆药量监测综合误差因子，θ表示炸药起爆药量监测综合误差因子，τ表示炸药相对最短殉爆距离监测综合误差因子，K表示设定炸药起爆药量与实际炸药起爆药量的差值绝对值对应的影响加权乘方，L表示设定炸药相对最短殉爆距离与炸药相对最短殉爆距离的差值绝对值对应的影响加权乘方，O表示爆破爆炸轰击所有参数与极限值对比的修正系数。
在本实施例中，爆破爆炸轰击评估指数主要评估药量和殉爆距离两方面，炸药在附近发生的爆炸作用下被引爆的难易程度称为炸药的爆炸轰击敏感度，通常用极限起爆药量和殉爆距离来衡量；爆破爆炸轰击所有参数与极限值对比的修正系数表示爆破爆炸轰击所有参数中一旦有一个超过极限值，则直接通过修正系数直接对爆破爆炸轰击评估指数做出合理修正以调整评估结果。
进一步的，S5中对环境因素中对桥梁爆破补充修正方面进行评估的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度，由S4得到炸药数量g0，由S2得到空间监测点a0，则第g0个炸药的炸药放置时间记为Tg0，则第a0个空间监测点的环境氧气浓度记为则第a0个空间监测点的w和环境光照强度记为/>并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数R，具体计算公式为其中/>和/>表示预定义第a0个空间监测点的环境氧气浓度匹配的影响指数和环境光照强度匹配的影响指数，ι表示设定第g0个炸药的炸药放置时间匹配的爆炸性能老化指数，S表示环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度三者之间的相互作用对应的匹配系数,h表示设定环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度与对应极限值对比的修正系数。
在本实施例中，炸药需要氧气才能支持燃烧和爆炸反应，氧气浓度的变化可以影响炸药的燃烧速度和能量释放，过高或过低的氧气浓度可能导致燃烧反应的不稳定性或炸药性能下降；时间因素也可能对炸药的性能产生影响。长时间的储存可能导致炸药的老化、分解或降解，从而降低其性能；某些炸药对光照敏感，特别是对紫外光和其他特定频率的光线，光照可能引起炸药的自发燃烧或降解；表示环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度三者之间的相互作用对应的匹配系数表示对三者之间相互影响作用纳入评估；设定环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度与对应极限值对比的修正系数表示爆破补充评估因素中一旦有某一值超过极限值则对修正系数做出对应的合理修正以调整评估结果。
进一步的，S5中得到爆破补正评估指数的具体步骤为：由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药种类、炸药起爆方式，由S4得到炸药数量g0，则第g0个炸药的炸药种类记为Ug0，则第g0个炸药的炸药起爆方式记为Vg0，并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数ε，具体计算公式为其中/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药种类的匹配的影响指数和炸药起爆方式的匹配的影响指数，ω表示设定第g0个炸药的炸药种类和炸药炸药起爆方式匹配的爆炸性能调和指数。
在本实施例中，目前国内外大量应用的工业炸药都是混合炸药，有铵油炸药：多孔粒状、改性、膨化；不抗水乳化炸药：粉状、膏状；稠粥状重铵油炸药：铵油+乳化，体积威力大；胶质炸药：硝化甘油+硝酸铵，密度、爆速高；工业炸药的起爆技术包括确定起爆方法、选用起爆器材和其它用品、敷设起爆网络等；目前常用的起爆方法按所用起爆器材不同分为：火雷管起爆法、塑料导爆管起爆法、导爆索起爆法、电雷管起爆法和其它新型起爆方法。各种起爆方法可以独立使用，也可以根据爆破工程的特定要求，充分利用各种起爆方法的优点，联合使用；设定第g0个炸药的炸药种类和炸药炸药起爆方式匹配的爆炸性能调和指数表示对于具体的炸药种类和起爆方式有对应的调和指数，根据具体情况调节评估模型。
进一步的，S6中得到爆破综合评估指数的具体步骤为：获得爆破热湿敏感评估指数α、爆破机械性能评估指数β、爆破爆炸轰击评估指数χ和爆破补正评估指数ε，并据此通过计算公式得到爆破综合评估指数δ，具体计算公式为其中X、Y和Z分别表示预定义爆破热湿敏感评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破机械性能评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破爆炸轰击评估指数的匹配的影响权重因子，W表示预定义爆破综合评估指数的调整系数。ψ表示预定义极端环境对综合评估影响的修正因子。
在本实施例中，如图2所示，为本申请实施例提供的中爆破综合评估的结构示意图，预定义极端环境对综合评估影响的修正因子表示在暴雨、狂风、沙尘暴、极寒、极热、地震等极端天气时，对爆破环境因素综合影响很大，必须全面评估调整；综合评估模型包含的因素已经比较全面，但是针对具体情况仍然会有需要调整补充评估因素，对于具体情况下的调整不能限制本评估模型。
进一步的，S6中对爆破综合评估指数评估处理的具体步骤为：步骤1，获得爆破综合评估指数，与预定义爆破综合评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为合理爆破综合评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理爆破综合评估指数进入步骤2；步骤2，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数与对应的预定义爆破热湿敏感评估指数、预定义爆破机械性能评估指数、预定义爆破爆炸轰击评估指数和预定义爆破综合评估指数评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理爆破评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为对应的不合理爆破评估指数进入步骤3；步骤3，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数下的每一个参数与对应的预定义对应的参数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理参数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理参数，进入桥梁爆破综合调控。
在本实施例中，对于具体的情况会有对于每一个参数的预定义或是设定的参考标准值，可以由实验室得到、学习算法模拟得到、过往经验模型评估得到等方式得到，从爆破综合评估指数依次向下遍历对比判断，确定具体的参数合理情况，便于做出具体的调整和判断；对应的合理爆破评估指数包括：合理爆破热湿敏感评估指数、合理爆破机械性能评估指数、合理爆破爆炸轰击评估指数和合理爆破综合评估指数；不合理爆破评估指数包括：不合理爆破热湿敏感评估指数、不合理爆破机械性能评估指数、不合理爆破爆炸轰击评估指数和不合理爆破综合评估指数。
进一步的，如图3所示，为本申请实施例提供的中桥梁爆破综合调控的步骤示意图S7桥梁爆破综合调控的具体步骤为：S71，对记为合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标绿，实时监测显示；S72，对记为不合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标黄，对记为对应的合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标绿，实时监测显示；S73，对记为对应的不合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标黄，对记为对应的合理参数全部标绿，实时监测显示；S74，对记为对应的不合理参数全部标红，实时监测显示。
在本实施例中，在S6对爆破综合评估指数评估处理之前，S7综合调控所有参数，在S6对爆破综合评估指数评估处理之后，在S7分步骤综合调控所有参数；对爆破综合评估指数、爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数以及下面的具体参数依次遍历判断，最终对所有评估指数和评估所含参数标定红色，黄色，绿色；并对对应的不合理参数做出对应的合理调控，例如如果炸药放置时间被标红，更换新的炸药，如果炸药相对最短殉爆距离标红，针对合理炸药相对最短殉爆距离进行调整，如果环境光照强度标红，针对合理环境光照强度来增强或是减弱调整现有光照强度。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：相对于公开号为：CN113235468A公开的一种大型桥梁爆破拆除监控系统及其应用方法，本申请实施例通过综合评估环境因素对桥梁爆破的影响，从而便于对相关参数对应的具体情况做出合理调整，进而提高排除环境因素干扰后桥梁爆破的成功率；相对于公开号为：CN112484589A公开的在高架支墩下方进行隧道爆破的方法，本申请实施例通过桥梁爆破综合调控，分步骤对所有评估指数和评估所含参数标定红色或黄色或绿色，从而以此调控结果做出对应的合理调整，进而提高了综合评估对应的合理调控方法的可行性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的系统、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，用于服务器，其特征在于，包括以下步骤：
S1，桥梁爆破环境因素参数预处理：采集桥梁爆破环境因素参数并做预处理；
S2，爆破热湿敏感评估：对桥梁爆破热湿敏感方面进行评估，得到爆破热湿敏感评估指数；
S3，爆破机械性能评估：对桥梁爆破机械性能方面进行评估，得到爆破机械性能评估指数；
S4，爆破爆炸轰击评估：对桥梁爆破爆炸轰击方面进行评估，得到爆破爆炸轰击评估指数；
S5，爆破补正评估：对桥梁爆破补充修正方面进行评估，得到爆破补正评估指数；
S6，爆破综合评估：综合爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对环境因素对桥梁爆破综合评估，得到爆破综合评估指数，对爆破综合评估指数评估处理；
S7，桥梁爆破综合调控：对爆破综合评估结果、爆破热湿敏感评估结果、爆破机械性能评估结果、爆破爆炸轰击评估结果和爆破补正评估结果对应的桥梁爆破参数进行综合调控；
所述S1桥梁爆破环境因素参数预处理的具体步骤为：
采集桥梁爆破环境因素参数，包括：环境温度、炸药表面温度、环境湿度、炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度、炸药表面综合压力、炸药起爆药量、炸药相对最短殉爆距离、环境氧气浓度、炸药放置时间、环境光照强度、炸药种类、炸药起爆方式；
对以上参数做预处理，过滤数据白噪音并按预定义特征信息点提取以上参数特征信息，得到以上参数的有效特征数据，将以上参数的有效特征数据依然记为原参数数据；
所述S2中得到爆破热湿敏感评估指数的具体步骤为：
由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境温度、炸药表面温度和环境湿度，将空间监测点记为a0，a0＝1,2,...,a，炸药表面监测点记为c0，c0＝1,2,...,c，热湿敏感时间监测点记为b0，b0＝1,2,...,b，则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境温度记为则第a0个空间监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的环境湿度记为/>则第c0个炸药表面监测点的第b0个热湿敏感时间监测点的炸药表面温度记为/>a、b和c分别为空间监测点、炸药表面监测点和热湿敏感时间监测点的总数，并据此通过计算公式得到爆破热湿敏感评估指数α，具体计算公式为其中φ表示温度监测综合误差因子，/>表示遍历所有炸药表面监测点的炸药表面温度与所有空间监测点的环境温度的差值最大值，D表示爆破炸药爆炸温度点，θ表示预定义爆破炸药火焰敏感度，/>和/>分别表示设定爆破炸药爆炸温度点与炸药表面温度与环境温度差值的标准差值和设定环境湿度标准值，E和F分别表示设定爆破炸药所受环境温度对应的影响权重因子和设定爆破炸药所受环境湿度对应的影响权重因子，/>表示爆破炸药温度与湿度设定关联系数；
所述S3中得到爆破机械性能评估指数的具体步骤为：
由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药表面振动频率、炸药表面振动幅度和炸药表面综合压力，炸药表面机械性能监测点记为d0，d0＝1,2,...,d，机械性能时间监测点记为f0，f0＝1,2,...,f，则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动频率记为则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面振动幅度记为/>则第d0个炸药表面机械性能监测点的第f0个机械性能时间监测点的炸药表面综合压力记为/>并据此通过计算公式得到爆破机械性能评估指数β，具体计算公式为/>其中e表示自然常数，λ表示设定爆破炸药摩擦压力敏感度匹配系数，γ表示爆破炸药机械性能监测综合误差因子，/>表示遍历所有炸药表面机械性能监测点和机械性能时间监测点下的炸药表面振动频率与炸药表面振动幅度的乘积最大值，和/>表示设定炸药表面振动频率和炸药表面振动幅度的乘积标准值和设定炸药表面综合压力标准值，η表示设定爆破炸药撞击振动敏感度匹配系数，/>表示爆破炸药振动与综合压力的相互作用系数；所述S4中得到爆破爆炸轰击评估指数的具体步骤为：
由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药起爆药量，炸药相对最短殉爆距离，炸药数量记为g0，g0＝1,2,...,g，则第g0个炸药的炸药起爆药量记为则第g0个炸药的炸药相对最短殉爆距离记为/>并据此通过计算公式得到爆破爆炸轰击评估指数χ，具体计算公式为/>其中/>和/>分别表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量和相对最短殉爆距离，/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药起爆药量标准差系数和相对最短殉爆距离标准差系数，炸药起爆药量监测综合误差因子，/>表示炸药起爆药量监测综合误差因子，τ表示炸药相对最短殉爆距离监测综合误差因子，K表示设定炸药起爆药量与实际炸药起爆药量的差值绝对值对应的影响加权乘方，L表示设定炸药相对最短殉爆距离与炸药相对最短殉爆距离的差值绝对值对应的影响加权乘方，O表示爆破爆炸轰击所有参数与极限值对比的修正系数；
所述S5中对环境因素中对桥梁爆破补充修正方面进行评估的具体步骤为：
由桥梁爆破环境因素参数预处理获得环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度，由S4得到炸药数量g0，由S2得到空间监测点a0，则第g0个炸药的炸药放置时间记为则第a0个空间监测点的环境氧气浓度记为/>则第a0个空间监测点的w和环境光照强度记为并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数R，具体计算公式为其中/>和/>表示预定义第a0个空间监测点的环境氧气浓度匹配的影响指数和环境光照强度匹配的影响指数，ι表示设定第g0个炸药的炸药放置时间匹配的爆炸性能老化指数，S表示环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度三者之间的相互作用对应的匹配系数,h表示设定环境氧气浓度、炸药放置时间和环境光照强度与对应极限值对比的修正系数；
所述S5中得到爆破补正评估指数的具体步骤为：
由桥梁爆破环境因素参数预处理获得炸药种类、炸药起爆方式，由S4得到炸药数量g0，则第g0个炸药的炸药种类记为则第g0个炸药的炸药起爆方式记为/>并据此通过计算公式得到爆破补充评估指数ε，具体计算公式为/>其中/>和/>表示设定第g0个炸药的炸药种类的匹配的影响指数和炸药起爆方式的匹配的影响指数，ω表示设定第g0个炸药的炸药种类和炸药起爆方式匹配的爆炸性能调和指数；
所述S6中得到爆破综合评估指数的具体步骤为：
获得爆破热湿敏感评估指数α、爆破机械性能评估指数β、爆破爆炸轰击评估指数χ和爆破补正评估指数ε，并据此通过计算公式得到爆破综合评估指数δ，具体计算公式为其中X、Y和Z分别表示预定义爆破热湿敏感评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破机械性能评估指数的匹配的影响权重因子和预定义爆破爆炸轰击评估指数的匹配的影响权重因子，W表示预定义爆破综合评估指数的调整系数，ψ表示预定义极端环境对综合评估影响的修正因子。
2.如权利要求1所述一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，其特征在于，所述S6中对爆破综合评估指数评估处理的具体步骤为：
步骤1，获得爆破综合评估指数，与预定义爆破综合评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为合理爆破综合评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理爆破综合评估指数进入步骤2；
步骤2，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数与对应的预定义爆破热湿敏感评估指数、预定义爆破机械性能评估指数、预定义爆破爆炸轰击评估指数和预定义爆破综合评估指数评估指数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理爆破评估指数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为对应的不合理爆破评估指数进入步骤3；
步骤3，继续遍历爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破综合评估指数下的每一个参数与对应的预定义对应的参数实时比较，若是在误差范围内的，则记为对应的合理参数，进入桥梁爆破综合调控，否则记为不合理参数，进入桥梁爆破综合调控。
3.如权利要求2所述一种基于实时监控数据的桥梁爆破参数调控方法，其特征在于，所述S7桥梁爆破综合调控的具体步骤为：
S71，对记为合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标绿，实时监测显示；
S72，对记为不合理爆破综合评估指数的爆破综合评估指数，全部标黄，对记为对应的合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标绿，实时监测显示；
S73，对记为对应的不合理评估指数的爆破热湿敏感评估指数、爆破机械性能评估指数、爆破爆炸轰击评估指数和爆破补正评估指数全部标黄，对记为对应的合理参数全部标绿，实时监测显示；
S74，对记为对应的不合理参数全部标红，实时监测显示，并对对应的不合理参数做出对应的合理调控。
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2023
- 2023-08-15 CN CN202311026534.7A patent/CN117053639B/zh active Active
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| CN117053639A (zh) | 2023-11-14 |
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