CN117807536A - 一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，涉及钢拱竖转施工技术领域，包括以下步骤：确定需要进行应力数据采集的具体结构部位和关键节点，在结构的关键部位按照设计方案安装传感器来获取钢拱竖转施工过程中的应力数据信息。本发明通过分析实时的主曲率应力、剪切应力和整体结构位移信息，根据环境变化系数的表现值智能地调整下一时长窗口的应力数据采集频率，在环境变化较大时，提高采样频率以确保更精细的数据捕捉，有助于及时发现快速变化的环境，降低事故风险，而在环境变化较小时，降低采样频率，有效避免采集到冗余信息，减轻存储负担，有助于数据处理和分析的效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢拱竖转施工技术领域，具体涉及一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法。
背景技术
钢拱竖转施工过程中的应力数据采集是指通过使用传感器或监测设备，对钢拱在竖直转动施工过程中受到的力和应力进行实时监测和记录的过程，其中，应力是指物体内部受到的力，它可以由外部施加的载荷、温度变化等因素引起。通过采集应力数据，施工人员能够更全面地了解钢拱结构在竖转过程中的受力情况，以便进行有效的控制和调整，确保施工过程的安全性和稳定性。
首先，应力数据采集的过程通常涉及在钢拱结构上安装各种传感器，这些传感器可以测量和记录结构受力的各种参数，包括但不限于应力、应变、位移等。这些传感器的选择和布置需要根据具体的工程需求和结构特点进行优化。一旦传感器安装完毕，监测系统可以通过实时数据采集和传输，提供有关结构在竖转过程中受到的力的详细信息。通过对这些数据的分析，工程人员可以及时发现潜在的问题或异常情况，并采取相应的措施来调整施工过程，确保结构的稳定性和安全性。因此，应力数据采集在钢拱竖转施工中发挥着关键的监测和控制作用，有助于提高施工效率和保障工程质量。
现有技术存在以下不足：
现有技术的钢拱竖转施工过程中进行应力数据采集的采集频率大多是固定式，当环境变化较小，结构受力波动不大时，采集到的数据可能包含大量重复、冗余的信息，这会导致数据存储的浪费，增加了存储设备的负担，且对后续数据处理和分析的效率产生不良影响，当环境发生较大变化时，如突发荷载或其他异常情况，固定频率可能无法及时捕捉到关键事件，这可能导致系统无法提前发现潜在的安全问题，增加了事故发生的风险，因此，目前亟需对钢拱竖转施工过程中应力数据采集频率进行优化，以适应钢拱竖转施工时的结构变化。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，通过分析实时的主曲率应力、剪切应力和整体结构位移信息，根据环境变化系数的表现值智能地调整下一时长窗口的应力数据采集频率，在环境变化较大时，提高采样频率以确保更精细的数据捕捉，有助于及时发现快速变化的环境，降低事故风险，而在环境变化较小时，降低采样频率，有效避免采集到冗余信息，减轻存储负担，有助于数据处理和分析的效率，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，包括以下步骤：
确定需要进行应力数据采集的具体结构部位和关键节点，在结构的关键部位按照设计方案安装传感器来获取钢拱竖转施工过程中的应力数据信息；
将传感器采集钢拱竖转施工应力数据的过程按照时间序列进行划分，使每个时间窗口的时长保持相等；
对传感器采集钢拱竖转施工应力数据的变化情况进行监测，根据应力数据的变化情况将应力数据变化分为一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段；
对应力数据变化的一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，适应不同的环境变化；
通过对当前时长窗口下应力数据变化的时段进行分析，对下一时长窗口的应力数据采集频率进行智能化调控。
优选的，获取传感器采集钢拱竖转施工应力数据的实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息，通过对实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息进行分析后生成主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数以及整体结构位移变化指数。
优选的，主曲率应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集主曲率应力的实时数据；
对采集到的主曲率应力数据进行预处理；
对于每个时长窗口内的主曲率应力数据，计算相邻时间点之间的主曲率应力差值，差值的计算公式为：，式中，/>表示当前时刻的主曲率应力，/>表示上一时刻的主曲率应力，k表示在固定时长窗口内采集的主曲率应力的总数量，/>表示相邻时间点之间的主曲率应力差值，x表示相邻时间点之间的主曲率应力差值的编号，x=1、2、3、4、……、k-1，k大于1且k为正整数；
计算主曲率应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示主曲率应力变化指数，/>表示时长窗口内所有主曲率应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
优选的，剪切应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集剪切应力的实时数据；
对采集到的剪切应力数据进行预处理；
对于每个时长窗口内的剪切应力数据，计算相邻时间点之间的剪切应力差值，差值的计算公式为：，式中，/>表示当前时刻的剪切应力，/>表示上一时刻的剪切应力，m表示在固定时长窗口内采集的剪切应力的总数量，/>表示相邻时间点之间的剪切应力差值，y表示相邻时间点之间的剪切应力差值的编号，y=1、2、3、4、……、m-1，m大于1且m为正整数；
计算剪切应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示剪切应力变化指数，/>表示时长窗口内所有剪切应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
优选的，整体结构位移变化指数获取的逻辑如下：
在钢拱结构的关键部位安装位移传感器，以测量结构的位移变化；
在竖转施工过程中，实时采集结构的位移数据；
对采集到的原始数据进行滤波处理；
通过对滤波后的数据进行差分运算，计算出相邻时刻的位移变化，计算的表达式为：，其中，/>相邻时刻的位移变化，/>在时刻t的结构位移；
计算位移变化绝对值的累积和，通过对位移变化的绝对值进行累积，得到一个随时间递增的累积和，通过以下公式表示：，/>从开始到时刻t的位移变化绝对值的累积和；
计算整体结构位移变化指数，计算的表达式为：，式中，表示整体结构位移变化指数，T表示时长窗口内的时长，/>表示在时长窗口下的平均整体结构位移变化。
优选的，获取到钢拱竖转施工过程中在固定时长窗口内生成的主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>后，将主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>进行公式化分析，生成环境变化系数/>，依据的公式为：/>，式中，/>、/>、/>分别为主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>、整体结构位移变化指数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。
优选的，将钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数与预先设定的环境变化系数梯度参考阈值和/>进行比对分析，其中，/>，比对分析的结果如下：
若，则将对应的时长窗口标定为一级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为二级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为三级变化时段；
其中，一级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度，二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于三级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度。
优选的，获取到钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数后，对应力数据变化的
一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，依据的公式
为：式中，W表示定值，表示应力数据采集频率；
对当前时长窗口下的应力数据变化的时段进行分析：
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
本发明通过分析实时的主曲率应力、剪切应力和整体结构位移信息，根据环境变化系数的表现值智能地调整下一时长窗口的应力数据采集频率，在环境变化较大时，提高采样频率以确保更精细的数据捕捉，有助于及时发现快速变化的环境，降低事故风险，而在环境变化较小时，降低采样频率，有效避免采集到冗余信息，减轻存储负担，有助于数据处理和分析的效率；
本发明通过将竖转施工的应力数据变化划分为一级、二级和三级变化时段，根据不同时段的环境变化程度设置相应的应力数据采集频率，这种多级时段划分和自适应采样策略使得系统能够更加灵活地应对不同的工况，既能够在激发事件发生时提高采样频率以捕捉关键信息，又能在环境相对稳定时降低频率以优化资源利用，从而在整个竖转施工过程中实现高效的数据采集和存储。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法的方法流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了如图1所示的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，包括以下步骤：
确定需要进行应力数据采集的具体结构部位和关键节点，在结构的关键部位按照设计方案安装传感器来获取钢拱竖转施工过程中的应力数据信息；
分析结构的设计图纸和建造方案，可了解应力分布的预期情况，从而确定需要进行应力数据采集的具体结构部位和关键节点，根据结构特点和设计要求，选择合适类型和规格的传感器，如应力传感器、应变计、位移传感器等，设计传感器的布置方案，确保传感器覆盖关键区域，能够全面、准确地监测结构的应力变化，在结构的关键部位按照设计方案安装传感器，确保传感器的安装位置准确，紧固可靠。
将传感器采集钢拱竖转施工应力数据的过程按照时间序列进行划分，使每个时间窗口的时长保持相等；
将传感器采集钢拱竖转施工应力数据的过程按照时间序列进行划分，使每个时间窗口的时长保持相等，是为了便于对每个时间窗口下的应力数据变化情况进行分析，时间窗口内的时长选取在此不做具体的限定，可根据实际需求进行设定。
对传感器采集钢拱竖转施工应力数据的变化情况进行监测，根据应力数据的变化情况将应力数据变化分为一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段；
获取传感器采集钢拱竖转施工应力数据的实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息，通过对实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息进行分析后生成主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数以及整体结构位移变化指数；
在钢拱竖转施工过程中，应力数据的主曲率应力是指在结构弯曲方向上的主应力分布情况，主要关注结构在竖转过程中的弯曲和扭转变形，通过监测主曲率应力，可以了解结构受力状态的变化，尤其是在外部荷载、风、振动等因素影响下，主曲率应力的变化可作为结构受力环境变化的指标，有助于实时评估结构的稳定性和强度，以确保施工过程中结构的安全性。
在钢拱竖转施工过程中，如果主曲率应力发生较大变化，则表明结构受力的环境发生了较大的变化。以下是详细阐述：
曲率应力与结构变形关系：主曲率应力是考虑结构在弯曲方向上的应力分布情况，与结构的弯曲变形密切相关。当结构受到外部荷载或其他影响时，可能导致结构的曲率发生变化，从而引起主曲率应力的变化。
结构位移和曲率关联：钢拱竖转过程中，结构可能会经历复杂的位移和变形。主曲率应力的变化反映了结构在竖转过程中的弯曲和扭转情况。如果受到风、振动、荷载等因素影响，会导致结构受力和变形的环境变化。
可能的外部因素：外部因素，如风、振动、施工工艺等，可能导致结构的扭转和变形。这些外部因素的变化会直接影响结构的主曲率应力，因此主曲率应力的变化可作为结构受力环境变化的指示器。
结构稳定性和强度分析：主曲率应力的变化可能影响结构的稳定性和强度。如果主曲率应力超过了结构的设计极限，可能意味着结构面临安全风险。
主曲率应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集主曲率应力的实时数据；
这可以通过传感器、监测设备等手段获取结构的主曲率应力值。
对采集到的主曲率应力数据进行预处理；
预处理包括滤波、去除异常值等，以确保数据的准确性和可靠性。
对于每个时长窗口内的主曲率应力数据，计算相邻时间点之间的主曲率应力差值，差值的计算公式为：，式中，/>表示当前时刻的主曲率应力，/>表示上一时刻的主曲率应力，k表示在固定时长窗口内采集的主曲率应力的总数量，/>表示相邻时间点之间的主曲率应力差值，x表示相邻时间点之间的主曲率应力差值的编号，x=1、2、3、4、……、k-1，k大于1且k为正整数；
计算主曲率应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示主曲率应力变化指数，/>表示时长窗口内所有主曲率应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
由主曲率应力变化指数的计算表达式可知，在固定时长窗口内，钢拱竖转施工过程中生成的主曲率应力变化指数的表现值越大，则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越大，反之则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越小。
在钢拱竖转施工过程中，应力数据中的剪切应力是指结构内部材料在垂直于受力方向的平面上发生相对滑动的程度，在竖转过程中，由于结构受到复杂的弯曲和扭转力，剪切应力反映了材料在横向上的应力分布情况，即材料内部相邻部分之间的相对位移，监测剪切应力有助于评估结构的稳定性和强度，特别是在处理复杂受力情况时，剪切应力的变化能提供重要的结构信息。
在钢拱竖转施工过程中，如果剪切应力发生较大变化，确实表明结构受力的环境发生了较大的变化。以下是详细阐述：
受力方向的变化：剪切应力主要反映了结构在横向方向上的相对滑动和扭转程度。如果剪切应力变化较大，可能说明结构所受的横向力或扭转力发生了显著变化。
施工阶段变化：钢拱竖转施工过程中不同阶段的结构受力情况可能有所不同。剪切应力的大幅变化可能反映了施工阶段的变化，如拱体旋转、支撑方式改变等。
结构变形和变形刚度变化：剪切应力的变化与结构变形有关。如果剪切应力大幅变化，可能意味着结构的横向变形或刚度发生了较大变化，可能由于施工工艺、荷载变化等因素引起。
支座和连接状态的变化：剪切应力的变化还可能与支座和连接状态的变化有关。在竖转过程中，支座的变化或连接状态的不稳定性可能导致剪切应力的显著波动。
剪切应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集剪切应力的实时数据；
这可以通过传感器、监测设备等手段获取结构的剪切应力值。
对采集到的剪切应力数据进行预处理；
预处理包括滤波、去除异常值等，以确保数据的准确性和可靠性。
对于每个时长窗口内的剪切应力数据，计算相邻时间点之间的剪切应力差值，差值的计算公式为：，式中，/>表示当前时刻的剪切应力，表示上一时刻的剪切应力，m表示在固定时长窗口内采集的剪切应力的总数量，表示相邻时间点之间的剪切应力差值，y表示相邻时间点之间的剪切应力差值的编号，y=1、2、3、4、……、m-1，m大于1且m为正整数；
计算剪切应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示剪切应力变化指数，/>表示时长窗口内所有剪切应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
由剪切应力变化指数的计算表达式可知，在固定时长窗口内，钢拱竖转施工过程中生成的剪切应力变化指数的表现值越大，则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越大，反之则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越小。
在钢拱竖转施工过程中，如果整体结构位移发生较大变化，确实表明结构受力的环境发生了较大的变化。以下是详细阐述：
外部荷载变化：较大的整体结构位移可能是由于外部荷载的变化，如风荷载、振动、或者在施工过程中的不同施加阶段引起的。这表示结构所受的荷载变化较大。
施工阶段和姿态变化：钢拱竖转施工过程中，整体结构位移的变化可能反映了不同施工阶段和姿态的变化，包括竖转、支撑方式的改变等，这会影响结构受力的环境。
结构变形和变形刚度变化：大幅度的整体结构位移可能意味着结构的变形或刚度发生了显著变化，这可能由于施工工艺、材料性质变化等因素引起。
支座和连接状态的变化：整体结构位移的增大可能与支座和连接状态的变化有关。支座的变化或连接状态的不稳定性可能导致结构整体的位移变化。
整体结构位移变化指数获取的逻辑如下：
在钢拱结构的关键部位安装位移传感器，以测量结构的位移变化；
在竖转施工过程中，实时采集结构的位移数据；
对采集到的原始数据进行滤波处理；
此步骤的目的是去除噪声和干扰，确保得到准确的位移信息。
通过对滤波后的数据进行差分运算，计算出相邻时刻的位移变化，计算的表达式为：，其中，/>相邻时刻的位移变化，/>在时刻t的结构位移；
计算位移变化绝对值的累积和，通过对位移变化的绝对值进行累积，得到一个随时间递增的累积和，通过以下公式表示：，/>从开始到时刻t的位移变化绝对值的累积和；
计算整体结构位移变化指数，计算的表达式为：，式中，表示整体结构位移变化指数，T表示时长窗口内的时长，/>表示在时长窗口下的平均整体结构位移变化。
由整体结构位移变化指数的计算表达式可知，在固定时长窗口内，钢拱竖转施工过程中生成的整体结构位移变化指数的表现值越大，则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越大，反之则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越小。
获取到钢拱竖转施工过程中在固定时长窗口内生成的主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>后，将主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>进行公式化分析，生成环境变化系数/>，依据的公式为：/>，式中，/>、/>、/>分别为主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>、整体结构位移变化指数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。
由计算公式可知，在固定时长窗口内，钢拱竖转施工过程中生成的主曲率应力变化指数越大、剪切应力变化指数越大、整体结构位移变化指数越大，即钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数的表现值越大，则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越大，反之则表明钢拱竖转施工过程中的环境变化越小。
将钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数与预先设定的环境变化系数梯度参考阈值和/>进行比对分析，其中，/>，比对分析的结果如下：
若，则将对应的时长窗口标定为一级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为二级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为三级变化时段；
其中，一级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度，二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于三级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度。
对应力数据变化的一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，适应不同的环境变化；
获取到钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数后，对应力数据变化的一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，依据的公式为：，式中，W表示定值，可根据实际需求进行设定，在此不做具体的限定，/>表示应力数据采集频率；
由计算公式可知，钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数的表现值越大，其对应生成的应力数据采集频率越高，通过此方式可使及时捕捉到关键事件，提前发现潜在的安全问题，降低事故发生的风险，钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数/>的表现值越小，其对应生成的应力数据采集频率越低，通过此方式可有效地避免采集到大量重复、冗余的信息增加存储设备的负担，进而有效地避免对后续数据处理和分析的效率产生不良影响。
通过对当前时长窗口下应力数据变化的时段进行分析，对下一时长窗口的应力数据采集频率进行智能化调控；
对当前时长窗口下的应力数据变化的时段进行分析：
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当前时长窗口下钢拱竖转施工过程中的环境变化较大时，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调高，使钢拱竖转施工过程中的应力数据采集频率变高以应对快速变化的环境，当前时长窗口下钢拱竖转施工过程中的环境变化较小时，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调低，有效地避免采集到大量重复、冗余的信息增加存储设备的负担，进而有效地避免对后续数据处理和分析的效率产生不良影响。
本发明通过分析实时的主曲率应力、剪切应力和整体结构位移信息，根据环境变化系数的表现值智能地调整下一时长窗口的应力数据采集频率，在环境变化较大时，提高采样频率以确保更精细的数据捕捉，有助于及时发现快速变化的环境，降低事故风险，而在环境变化较小时，降低采样频率，有效避免采集到冗余信息，减轻存储负担，有助于数据处理和分析的效率；
本发明通过将竖转施工的应力数据变化划分为一级、二级和三级变化时段，根据不同时段的环境变化程度设置相应的应力数据采集频率，这种多级时段划分和自适应采样策略使得系统能够更加灵活地应对不同的工况，既能够在激发事件发生时提高采样频率以捕捉关键信息，又能在环境相对稳定时降低频率以优化资源利用，从而在整个竖转施工过程中实现高效的数据采集和存储。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD)，或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定需要进行应力数据采集的具体结构部位和关键节点，在结构的关键部位按照设计方案安装传感器来获取钢拱竖转施工过程中的应力数据信息；
将传感器采集钢拱竖转施工应力数据的过程按照时间序列进行划分，使每个时间窗口的时长保持相等；
对传感器采集钢拱竖转施工应力数据的变化情况进行监测，根据应力数据的变化情况将应力数据变化分为一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段；
对应力数据变化的一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，适应不同的环境变化；
通过对当前时长窗口下应力数据变化的时段进行分析，对下一时长窗口的应力数据采集频率进行智能化调控。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，获取传感器采集钢拱竖转施工应力数据的实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息，通过对实时主曲率应力信息、实时剪切应力以及整体结构位移信息进行分析后生成主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数以及整体结构位移变化指数。
3.根据权利要求2所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，主曲率应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集主曲率应力的实时数据；
对采集到的主曲率应力数据进行预处理；
对于每个时长窗口内的主曲率应力数据，计算相邻时间点之间的主曲率应力差值，差值的计算公式为： ，式中，/>表示当前时刻的主曲率应力，表示上一时刻的主曲率应力，k表示在固定时长窗口内采集的主曲率应力的总数量，表示相邻时间点之间的主曲率应力差值，x表示相邻时间点之间的主曲率应力差值的编号，x=1、2、3、4、……、k-1，k大于1且k为正整数；
计算主曲率应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示主曲率应力变化指数，/>表示时长窗口内所有主曲率应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
4.根据权利要求3所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，剪切应力变化指数获取的逻辑如下：
在固定时长窗口内，采集剪切应力的实时数据；
对采集到的剪切应力数据进行预处理；
对于每个时长窗口内的剪切应力数据，计算相邻时间点之间的剪切应力差值，差值的计算公式为：，式中，/>表示当前时刻的剪切应力，/>表示上一时刻的剪切应力，m表示在固定时长窗口内采集的剪切应力的总数量，/>表示相邻时间点之间的剪切应力差值，y表示相邻时间点之间的剪切应力差值的编号，y=1、2、3、4、……、m-1，m大于1且m为正整数；
计算剪切应力变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示剪切应力变化指数，/>表示时长窗口内所有剪切应力差值的平均值，T表示时长窗口内的时长。
5.根据权利要求4所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，整体结构位移变化指数获取的逻辑如下：
在钢拱结构的关键部位安装位移传感器，以测量结构的位移变化；
在竖转施工过程中，实时采集结构的位移数据；
对采集到的原始数据进行滤波处理；
通过对滤波后的数据进行差分运算，计算出相邻时刻的位移变化，计算的表达式为：，其中，/>相邻时刻的位移变化，/>在时刻t的结构位移；
计算位移变化绝对值的累积和，通过对位移变化的绝对值进行累积，得到一个随时间递增的累积和，通过以下公式表示：，/>从开始到时刻t的位移变化绝对值的累积和；
计算整体结构位移变化指数，计算的表达式为：，式中，/>表示整体结构位移变化指数，T表示时长窗口内的时长，/>表示在时长窗口下的平均整体结构位移变化。
6.根据权利要求5所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，获取到钢拱竖转施工过程中在固定时长窗口内生成的主曲率应力变化指数、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>后，将主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>以及整体结构位移变化指数/>进行公式化分析，生成环境变化系数/>，依据的公式为：/>，式中，/>、/>、/>分别为主曲率应力变化指数/>、剪切应力变化指数/>、整体结构位移变化指数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。
7.根据权利要求6所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，将钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数与预先设定的环境变化系数梯度参考阈值和/>进行比对分析，其中，/>，比对分析的结果如下：
若，则将对应的时长窗口标定为一级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为二级变化时段；
若，则将对应的时长窗口标定为三级变化时段；
其中，一级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度，二级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度低于三级变化时段对应的钢拱竖转施工过程中的环境变化程度。
8.根据权利要求7所述的一种用于钢拱竖转施工过程中应力数据采集的优化方法，其特征在于，获取到钢拱竖转施工过程中生成的环境变化系数后，对应力数据变化的一级变化时段、二级变化时段以及三级变化时段分别设置应力数据采集频率，依据的公式为：，式中，W表示定值，/>表示应力数据采集频率；
对当前时长窗口下的应力数据变化的时段进行分析：
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>；
当满足，则将下一时长窗口的应力数据采集频率调整为/>。
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