CN117537783B - 沉箱施工防倾斜检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沉箱施工防倾斜检测方法和系统，涉及沉箱技术领域。所述方法包括：在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度；在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；根据水压数据确定纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数和沉箱倾斜形变测评分数，并确定沉箱的倾斜状况评分，以确定所述沉箱的当前倾斜状况。根据本发明，掌握沉箱已沉入水中的部分的水压数据，可对沉箱的倾斜和形变状态进行直接测算，从而更准确且全面地掌握沉箱的整体倾斜状况，并可及时提供反馈信息，利用水压传感器进行检测，适用于各种沉箱施工场景，提升施工安全。

Description

沉箱施工防倾斜检测方法和系统

技术领域

本发明涉及沉箱技术领域，尤其涉及一种沉箱施工防倾斜检测方法和系统。

背景技术

在相关技术中，CN113776500A涉及一种沉箱出运控制装置及其控制方法。沉箱上设置有数据监测装置，数据监测装置包括液位计、倾角仪、采集箱、供电装置，所述沉箱的格仓底板处设置有液位计，沉箱顶层的前墙和侧墙均设置有倾角仪，沉箱的封仓盖板上设置有采集箱和供电装置；所述供电装置与采集箱连接，采集箱与液位计和倾角仪连接；所述拖轮设置有中继器；所述中继器通过无线连接采集箱后，将总线信号传输给接收器；所述接收器连接485集线器；所述485集线器将信号传送至中央控制室。该发明实现了沉箱出运实时监测、动态分析、危险预警于一体的安全管理模式，为打造智慧水运施工体系提供了先例。

CN109839095A涉及沉箱(井)技术领域，尤其涉及一种自平衡沉箱(井)水平度测量装置，包括中小型地下室或沉箱或沉井，在中小型地下室或沉箱或沉井的顶部四周分别安装有若干个激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量中小型地下室或沉箱或沉井的顶部与内部泥浆之间的距离；激光测距传感器将各个点的距离数据传送给中央控制器，中央控制器根据所述距离数据得出中小型地下室或沉箱或沉井相应位置是否处于水平。通过该装置和方法可以快速便捷的发现中小型地下室或沉箱或沉井的偏移位置，并及时调整，大大节省了工人的劳动强度，提高了测量精度。

因此，相关技术中，主要通过直接测量液位、倾角、距离等方式来确定沉箱的倾斜度，然而，对于沉箱已沉入水中的部分，则难以直接对上述数据进行测量，而对于沉箱已大部分沉入水中的状态，其沉入水中的部分的倾斜以及形变状态，则会对沉箱的稳定性产生很大影响，因此相关技术难以对沉箱已沉入水中的部分的数据进行直接测量，从而难以确定沉箱的整体倾斜状况。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种沉箱施工防倾斜检测方法和系统，解决了沉箱施工过程中难以测量沉箱已沉入水中的部分的数据，从而难以掌握沉箱的整体倾斜状况的技术问题，提高了施工质量和安全性。

根据本发明的第一方面，提供一种沉箱施工防倾斜检测方法，包括：在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。

根据本发明，根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数，包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数。

根据本发明，根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数，包括：根据公式确定所述纵向倾斜测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

根据本发明，根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数，包括：获取不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值；根据所述沉箱的设计参数，确定序号相同的水压传感器中，与水压数据的最大值对应的水压传感器以及与水压数据的最小值对应的水压传感器之间的设计距离；根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数。

根据本发明，根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数，包括：根据公式确定横向倾斜测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值对应的水压传感器序列的序号，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值对应的水压传感器序列的序号，/>为沉箱的底面边长，/>为所述设计距离，if为条件函数，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

根据本发明，根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数，包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数。

根据本发明，根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数，包括：根据公式确定沉箱倾斜形变测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数，max为取最大值函数，min为取最小值函数。

根据本发明的第二方面，提供一种沉箱施工防倾斜检测系统，所述系统包括：安装高度模块，用于在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；水压数据模块，用于在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；纵向倾斜测评分数模块，用于根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；横向倾斜测评分数模块，用于根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；倾斜形变测评分数模块，用于根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；倾斜状况评分模块，用于根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；当前倾斜状况模块，用于根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。

技术效果：根据本发明，可通过设置在沉箱的四条高度方向的楞线上的水压传感器，在沉箱沉入水中后测量水压数据，从而基于水压数据来确定纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数和沉箱倾斜形变测评分数，从而可对沉箱的倾斜情况进行多方位的评估，进而及时掌握沉箱已沉入水中的部分的水压数据，可对沉箱的倾斜和形变状态进行直接测算，从而更准确且全面地掌握沉箱的整体倾斜状况，并可及时提供反馈信息。利用水压传感器进行检测，安装方便，操作简单，适用于各种沉箱施工场景，具有实际应用价值。在确定纵向倾斜测评分数时，可通过相同水压传感器序列中的相邻水压传感器检测的水压数据，以及相邻水压传感器的安装高度，分别对实际深度差距数据和理论深度差距数据进行处理和计算，获得纵向倾斜测评分数，以通过每个水压传感器序列中的水压传感器在纵向高度上的比较，来确定沉箱的倾斜程度。从而可实时监测沉箱的倾斜程度，及时采取措施防止沉箱倾斜过大，保障施工安全。在确定横向倾斜测评分数时，可通过不同水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及设计距离进行处理和计算，确定横向倾斜测评分数，从而通过安装高度相同的水压传感器的实测深度的横向比较来判断沉箱的倾斜状况，可准确判断沉箱的倾斜状况是否符合要求，从而提前预防可能的安全问题，保障施工安全。在确定沉箱倾斜形变测评分数时，可通过四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据之间的最大差距及其相对数据，可确定各个实际深度差距数据对应的形变状况的相对数据的最大值，将该最大值作为沉箱倾斜形变测评分数，可准确反映沉箱的发生形变的最严重的状况。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实施例，

图1示例性地示出根据本发明实施例的沉箱施工防倾斜检测方法的流程示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的沉箱施工防倾斜检测系统的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的沉箱施工防倾斜检测方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：步骤S101，在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；步骤S102，在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；步骤S103，根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；步骤S104，根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；步骤S105，根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；步骤S106，根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；步骤S107，根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。

根据本发明的实施例的沉箱施工防倾斜检测方法，可通过设置在沉箱的四条高度方向的楞线上的水压传感器，在沉箱沉入水中后测量水压数据，从而基于水压数据来确定纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数和沉箱倾斜形变测评分数，从而可对沉箱的倾斜情况进行多方位的评估，进而及时掌握沉箱已沉入水中的部分的水压数据，可对沉箱的倾斜和形变状态进行直接测算，从而更准确且全面地掌握沉箱的整体倾斜状况，并可及时提供反馈信息。利用水压传感器进行检测，安装方便，操作简单，适用于各种沉箱施工场景，提升施工安全，具有实际应用价值。

根据本发明的一个实施例，在步骤S101中，将沉箱的四条高度方向的楞线上各安装一组水压传感器，使其沿着楞线均匀分布，每组水压传感器包含多个传感器，用于采集沉箱在该高度方向上的水压数据。记录每个水压传感器的安装高度，即传感器与沉箱底部的距离。确保在不同的水压传感器序列中，具有相同序号的水压传感器的安装高度是相同的，可保持相同序号的水压传感器在不同序列中的对应关系，便于后续的数据分析和计算。

根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，将沉箱放置在水中，使其完全或部分浸入水中，可创建水压环境，使水压传感器采集到与沉箱所受水压相关的数据。沉箱上安装的多个水压传感器会同时采集水压数据，用于后续的倾斜监测、评估和分析，以了解沉箱在水中的倾斜情况。

根据本发明的一个实施例，在步骤S103中，通过对比相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，可计算纵向倾斜测评分数。根据上述数据可计算得到的纵向倾斜测评分数，并进行解释和分析。利用纵向倾斜测评分数，可评估沉箱的纵向倾斜状态。

根据本发明的一个实施例，步骤S103包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数。

根据本发明的一个实施例，根据相同的水压传感器序列中的序号为j和j+1，分别获取相应的水压传感器采集的水压数据，该数据反映了同一水压传感器序列中相邻的沉箱的水压情况。通过相应的计算方法，计算得到水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据。实际深度差距数据反映了沉箱在垂直方向上的实际深度变化情况。根据相同的水压传感器序列中的序号为j和j+1，分别获取相应的水压传感器的安装高度，该高度信息用于计算理论深度差距数据，可将二者的安装高度相减，计算得到水压传感器序列中第j个理论深度差距数据。理论深度差距数据反映了沉箱在垂直方向上的预期深度变化情况。从而确定纵向倾斜测评分数，可评估沉箱在垂直方向上的倾斜程度，反映其安全性和稳定性。

根据本发明的一个实施例，根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数，包括：根据公式（1）确定所述纵向倾斜测评分数，（1）其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（1）中，表示第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器所处的深度，/>为相邻两个水压传感器的实测的深度差距，即，实际深度差距。/>表示实际深度差距与理论深度差距的比例关系，即深度差距的余弦值。/>表示的是对每个水压传感器序列中的多个实际深度差距与理论深度差距之间的比例进行平均。纵向的倾斜度越大，平均值越小，纵向的倾斜度越小，平均值越大。/>表示1减去上述平均值，得到纵向倾斜测评分数。该分数可评估沉箱垂直方向上的倾斜情况，分数越接近1表示纵向的倾斜度越大即越倾斜，分数越接近0表示纵向的倾斜度越小即越稳定。

通过这种方式，可通过相同水压传感器序列中的相邻水压传感器检测的水压数据，以及相邻水压传感器的安装高度，分别对实际深度差距数据和理论深度差距数据进行处理和计算，获得纵向倾斜测评分数，以通过每个水压传感器序列中的水压传感器在纵向高度上的比较，来确定沉箱的倾斜程度。从而可实时监测沉箱的倾斜程度，及时采取措施防止沉箱倾斜过大，保障施工安全。

根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，通过对比不同水压传感器序列中序号相同水压传感器采集的水压数据以及相应的安装高度，可计算横向倾斜测评分数。根据上述数据可计算得到的横向倾斜测评分数，并进行解释和分析。利用所述横向倾斜测评分数，可评估沉箱的横向倾斜状态。

根据本发明的一个实施例，步骤S104包括：获取不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值；根据所述沉箱的设计参数，确定序号相同的水压传感器中，与水压数据的最大值对应的水压传感器以及与水压数据的最小值对应的水压传感器之间的设计距离；根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数。

根据本发明的一个实施例，在不同的水压传感器序列中，找到序号相同的水压传感器，并获取其采集的水压数据，从而确定其最大值和最小值，以确定水压变化的范围。根据沉箱的设计参数，确定最大值和最小值对应的水压传感器的序号，计算这两个传感器之间的设计距离。设计距离可以根据实际情况来确定，可能是沉箱的底面边长距离或者底面对角线距离。

根据本发明的一个实施例，根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数，包括：根据公式（2）确定横向倾斜测评分数，/>（2）其中，为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值对应的水压传感器序列的序号，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值对应的水压传感器序列的序号，/>为沉箱的底面边长，/>为所述设计距离，if为条件函数，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

根据本发明的一个实施例，在公式（2）中，表示了水压数据的最大值和最小值之间的深度差距。其中，/>表示不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值所对应的深度，表示不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值所对应的深度。/>表示一个条件函数，用于判断最大值和最小值所对应的水压传感器序列的序号之差是否为2。如果差值为2，说明所述水压传感器在底面对角线上，则条件函数值为/>，表示最大值和最小值所对应的水压传感器之间的设计距离为/>，否则，所述水压传感器相邻，条件函数值为，表示最大值和最小值所对应的水压传感器之间的设计距离为/>。表示水压数据的最大值和最小值之间的深度差距与设计距离的比值。如果比值较大，说明沉箱在横向倾斜方向上存在较大的变形，可能出现倾斜、变形等问题，如果比值较小，说明沉箱在横向倾斜方向上变形较小，相对稳定。表示将每个比值求和平均，从而得到横向倾斜测评分数，用于通过安装高度相同的水压传感器的实测深度的横向比较，评估沉箱的倾斜情况。

通过这种方式，可通过不同水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及设计距离进行处理和计算，确定横向倾斜测评分数，从而通过安装高度相同的水压传感器的实测深度的横向比较来判断沉箱的倾斜状况，可准确判断沉箱的倾斜状况是否符合要求，从而提前预防可能的安全问题，保障施工安全。

根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，通过各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，可计算沉箱倾斜形变测评分数。根据上述数据可计算得到的沉箱倾斜形变测评分数，并进行解释和分析。利用所述沉箱倾斜形变测评分数，可评估沉箱的倾斜形变状态，及其形变情况和稳定性。

根据本发明的一个实施例，步骤S105包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数。

根据本发明的一个实施例，在相同的水压传感器序列中，找到序号为j和j+1的水压传感器，记录采集的水压数据。通过对比序号为j和j+1的水压传感器采集的水压数据，计算得到实际深度差距数据。该差距可表示同一水压传感器序列中，相邻水压传感器在垂直方向上的深度差距。不论沉箱是否倾斜，只要沉箱的四条楞线未发生形变，则各个楞线的倾斜程度理论上相同，因此，四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据理论上相同。反之，如果四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据不同，则可表明沉箱发生形变，且上述实际深度差距数据相差越大，则表明沉箱的形变状况越严重。

根据本发明的一个实施例，根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数，包括：根据公式（3）确定沉箱倾斜形变测评分数，（3）其中，为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数，max为取最大值函数，min为取最小值函数。

根据本发明的一个实施例，在公式（3）中，表示四个水压传感器序列中的序号相同的相邻水压传感器确定的实际深度差距数据的最大值与最小值之差。该差值可反映四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据之间的最大差距，该最大差距越大，则表明沉箱的形变状况越严重。表示上述最大差距和对应的理论深度差距数据之比，可基于该比值确定第j个实际深度差距数据对应的形变状况的相对数据。/>则表示各个实际深度差距数据对应的形变状况的相对数据的最大值，可表示沉箱发生形变的最严重的状况，将该式的求解值作为沉箱倾斜形变测评分数，可准确反映沉箱的发生形变的最严重的状况。

通过这种方式，可通过四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据之间的最大差距及其相对数据，可确定各个实际深度差距数据对应的形变状况的相对数据的最大值，将该最大值作为沉箱倾斜形变测评分数，可准确反映沉箱的发生形变的最严重的状况。

根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，根据之前的计算和测评，得到沉箱的纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数以及沉箱倾斜形变测评分数。根据预设的权重，将纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数和沉箱倾斜形变测评分数进行加权求和，得到沉箱的倾斜状况评分。该评分越大，沉箱的倾斜状况越严重，评分越小，沉箱的倾斜状况越稳定。

根据本发明的一个实施例，在步骤S107中，可将倾斜状况评分与预设的评分阈值进行对比，以确定沉箱的当前倾斜状况是否严重，例如，可设置多个阈值，进而形成阈值区间，倾斜状况评分属于不同的阈值区间，可代表不同的倾斜状况，并且，如果倾斜状况评分大于所有阈值区间的上限，则表示倾斜状况已非常严重，需要采取措施来修正沉箱的安装角度，保障施工安全。

根据本发明的实施例的沉箱施工防倾斜检测方法，可通过设置在沉箱的四条高度方向的楞线上的水压传感器，在沉箱沉入水中后测量水压数据，从而基于水压数据来确定纵向倾斜测评分数、横向倾斜测评分数和沉箱倾斜形变测评分数，从而可对沉箱的倾斜情况进行多方位的评估，进而及时掌握沉箱已沉入水中的部分的水压数据，可对沉箱的倾斜和形变状态进行直接测算，从而更准确且全面地掌握沉箱的整体倾斜状况，并可及时提供反馈信息。利用水压传感器进行检测，安装方便，操作简单，适用于各种沉箱施工场景，具有实际应用价值。在确定纵向倾斜测评分数时，可通过相同水压传感器序列中的相邻水压传感器检测的水压数据，以及相邻水压传感器的安装高度，分别对实际深度差距数据和理论深度差距数据进行处理和计算，获得纵向倾斜测评分数，以通过每个水压传感器序列中的水压传感器在纵向高度上的比较，来确定沉箱的倾斜程度。从而可实时监测沉箱的倾斜程度，及时采取措施防止沉箱倾斜过大，保障施工安全。在确定横向倾斜测评分数时，可通过不同水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及设计距离进行处理和计算，确定横向倾斜测评分数，从而通过安装高度相同的水压传感器的实测深度的横向比较来判断沉箱的倾斜状况，可准确判断沉箱的倾斜状况是否符合要求，从而提前预防可能的安全问题，保障施工安全。在确定沉箱倾斜形变测评分数时，可通过四个水压传感器序列中序号相同的相邻水压传感器计算得出的实际深度差距数据之间的最大差距及其相对数据，可确定各个实际深度差距数据对应的形变状况的相对数据的最大值，将该最大值作为沉箱倾斜形变测评分数，可准确反映沉箱的发生形变的最严重的状况。

图2示例性地示出根据本发明实施例的沉箱施工防倾斜检测系统的框图，如图2所示，所述系统包括：安装高度模块，用于在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；水压数据模块，用于在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；纵向倾斜测评分数模块，用于根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；横向倾斜测评分数模块，用于根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；倾斜形变测评分数模块，用于根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；倾斜状况评分模块，用于根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；当前倾斜状况模块，用于根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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 (8)

1.一种沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，包括：在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。

2.根据权利要求1所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数，包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数。

3.根据权利要求2所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据所述实际深度差距数据和所述理论深度差距数据，确定所述纵向倾斜测评分数，包括：根据公式确定所述纵向倾斜测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

4.根据权利要求1所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数，包括：获取不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值；根据所述沉箱的设计参数，确定序号相同的水压传感器中，与水压数据的最大值对应的水压传感器以及与水压数据的最小值对应的水压传感器之间的设计距离；根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数。

5.根据权利要求4所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据水压传感器采集的水压数据的最大值和最小值，以及所述设计距离，确定横向倾斜测评分数，包括：根据公式确定横向倾斜测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，为水的密度，/>为重力加速度，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最大值对应的水压传感器序列的序号，/>为不同的水压传感器序列中序号为j的水压传感器采集的水压数据的最小值对应的水压传感器序列的序号，/>为沉箱的底面边长，/>为所述设计距离，if为条件函数，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数。

6.根据权利要求1所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数，包括：根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器采集的水压数据，以及序号为j+1的水压传感器采集的水压数据，获得水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据；根据相同的水压传感器序列中的序号为j的水压传感器安装高度，以及序号为j+1的水压传感器的安装高度，获得水压传感器序列中第j个理论深度差距数据；根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数。

7.根据权利要求6所述的沉箱施工防倾斜检测方法，其特征在于，根据不同的水压传感器序列中，序号相同的实际深度差距数据,以及所述理论深度差距数据，确定所述沉箱倾斜形变测评分数，包括：根据公式确定沉箱倾斜形变测评分数/>，其中，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的水压数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的水压数据，/>为水的密度，/>为重力加速度，/>为第i个水压传感器序列中序号为j的水压传感器和序号为j+1的水压传感器之间的第j个实际深度差距数据，/>为第i个水压传感器序列内的第j+1个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列内的第j个水压传感器采集的安装高度，/>为第i个水压传感器序列中第j个理论深度差距数据，m为每个水压传感器序列内的水压传感器的数量，且i、j和m均为正整数，max为取最大值函数，min为取最小值函数。

8.一种用于执行如权利要求1-7中任一项所述的沉箱施工防倾斜检测方法的沉箱施工防倾斜检测系统，其特征在于，包括：安装高度模块，用于在沉箱的四条高度方向的楞线上，分别安装水压传感器序列，并获取各个水压传感器序列中的多个水压传感器的安装高度，其中，在不同的水压传感器序列中，相同序号的水压传感器的安装高度相同；水压数据模块，用于在沉箱设置在水中后，分别读取多个水压传感器采集的水压数据；纵向倾斜测评分数模块，用于根据相同的水压传感器序列内的多个水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定纵向倾斜测评分数；横向倾斜测评分数模块，用于根据不同的水压传感器序列中序号相同的水压传感器采集的水压数据，以及所述水压传感器的安装高度，确定横向倾斜测评分数；倾斜形变测评分数模块，用于根据各个水压传感器序列中的水压传感器采集的水压数据、所述水压传感器的安装高度以及所述水压传感器的序号，确定沉箱倾斜形变测评分数；倾斜状况评分模块，用于根据所述纵向倾斜测评分数、所述横向倾斜测评分数以及所述沉箱倾斜形变测评分数，确定所述沉箱的倾斜状况评分；当前倾斜状况模块，用于根据所述沉箱的倾斜状况评分，确定所述沉箱的当前倾斜状况。