CN118274767A - 基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法 - Google Patents

基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法 Download PDF

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CN118274767A
CN118274767A CN202410411790.6A CN202410411790A CN118274767A CN 118274767 A CN118274767 A CN 118274767A CN 202410411790 A CN202410411790 A CN 202410411790A CN 118274767 A CN118274767 A CN 118274767A
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signal
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CN202410411790.6A
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郭晓辉
蔡文军
崔家瑞
蔡宝华
字勇
周俊
王久鸿
刘建军
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Huaye Geoscience Beijing Technology Co ltd
Cnnc Dadi Ecological Technology Co ltd
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Huaye Geoscience Beijing Technology Co ltd
Cnnc Dadi Ecological Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法,属于土体监测技术领域。为解决实时采集的数据体量庞大以及难以直观进行观测操作的问题,数据处理单元对从传感器接收到的原始数据进行处理,对原始数据进行去噪、数据清洗操作,有效的对原始数据中的异常数据以及重复数据进行清除,从而有效的对原始数据进行精简,同时可以提高数据分析结果的准确性和有效性,为深层土体水平位移智能监测提供准确有效的数据基础,可视化处理单元创建图形用户界面,对智能监测单元的监测情况于云平台上进行实时的显示,可以通过不同的曲线图或者其他图形对数据进行展示,可以帮助用户更容易地理解数据和位移趋势,以及实时监测可能的位移异常。

Description

基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法
技术领域
本发明涉及土体监测技术领域,特别涉及基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法。
背景技术
经济发展对基础设施的要求也越来越高。其中,城市建筑物基坑越挖越深,城市地铁快速建设,城市隧道不断开挖。而这些地下工程的技术要求普遍要比一般的工程建设的技术要求要高很多,工程风险也要大。特别是在地下深层土体位移方面,如果在建或者已建地下工程的深层土体位移过大,那么就极有可能直接导致重大的工程安全事故,造成巨大损失。所以,实时监测深层土体位移的技术对地下工程意义重大。
现有的土体水平位移监测方法其实在实际的操作中还存在以下问题:
由于对土体水平位移进行监测时往往需要实时对数据进行采集,从而导致长时间运行下的系统内部数据体量巨大,内部的重复数据以及无用数据会导致系统分析效率降低,可能影响分析结果;
同时对土体水平位移进行监测时往往难以直观的对数据的变化幅度及趋势进行观测和操作,不利于工作人员进行了解。
发明内容
本发明的目的在于提供基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,包括:
数据获取单元,用于:
与数据采集设备交互,对水平位移数据的原始数据进行获取;
数据处理单元,用于:
对从传感器接收到的原始数据进行处理,对原始数据进行去噪、数据清洗、异常值处理操作,并生成处理数据集,将处理数据集发送至智能监测单元后续分析;
数据存储单元,用于:
搭建数据库系统,所述数据库系统用于存储所有的监测数据,所述监测数据包括原始数据和处理数据集;
智能监测单元,用于:
对处理数据集内的数据进行深入处理和分析,通过分析来识别任何可能的位移模式或趋势,设置数据阈值,基于上述数据处理和分析的结果,当位移达到阈值或位移速度过快时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员;
可视化处理单元,用于:
创建图形用户界面,对智能监测单元的监测情况于云平台上进行实时的显示;
数据采集设备,用于:
对深层土体水平位移智能监测所需的数据进行采集,数据采集设备设置位置深入在建或者已建城市建筑物地表下方。
进一步的,所述数据获取单元包括:
数据接收模块,用于:
与数据采集设备交互,对数据采集设备所采集水平位移数据的原始数据进行实时接收;
数据缓存模块,用于:
对原始数据进行缓存,所缓存的原始数据发送至数据处理单元以及数据存储单元分别进行预处理和原始数据存储。
进一步的,所述数据处理单元包括:
数据导入模块,用于:
从数据获取单元中读取原始数据,对原始数据进行数据预处理,所述数据预处理包括对原始数据进行格式转换以及统一数据类型;
数据去噪模块,用于:
对原始数据检测并处理异常值,并基于原始数据对于缺失的数据进行填充,通过设置过滤条件去除噪声数据,同时将数据进行标准化,使其落在一定的范围内;
数据清洗模块,用于:
对经过去噪处理的原始数据中错误、重复或格式不正确的数据进行修正,删除原始数据中重复或无关的数据,去除冗余,减少数据量,根据数据的属性特征将清洗后的原始数据分类,并生成处理数据集。
进一步的,所述数据存储单元包括:
数据库搭建模块,用于:
确定数据需求,明确需要存储的数据类型和数据结构,设计数据库架构,创建数据库表、字段、关系等并搭建数据库;
数据存储模块,用于:
将数据插入到数据库中进行储存,定期备份数据;
数据检索模块,用于:
接收并处理查询请求,创建、更新和管理数据视图,以对数据进行检索和调取。
进一步的,所述智能监测单元包括:
阈值设定模块,用于:
基于水平位移标准设定合理数据阈值,所述数据阈值用于在数据对比模块内对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析;
数据对比模块,用于:
基于阈值设定模块所设定的合理数据阈值,对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析,并输出对比结果,当水平位移数据在合理数据阈值之内,则输出对比结果为正常,当当水平位移数据超过合理数据阈值,则输出对比结果为异常;
自动预警模块,用于:
在输出结果为异常时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员。
进一步的,所述可视化处理单元包括:
需求确定模块,用于:
确定可视化类型,选择合适的数据可视化样式,所述可视化样式包括颜色、形状、大小,并根据需求对数据的可视化布局和排列方式进行确定;
可视化生成模块,用于:
根据可视化类型,选择可视化工具或库并进行相应的配置,将处理数据集内的数据映射到可视化元素上,并进行可视化展示,同时为可视化展示添加放大、缩小、旋转等交互功能;
数据展示模块,用于:
数据可视化发布,将可视化的数据发布到云平台或应用中。
进一步的,所述数据采集设备包括:
压力传感器,用于:
嵌入到深层土体中实时对深层土体的水平位移数据进行监测;
数据传输模块,用于:
实时将压力传感器采集到的数据通过无线或有线方式传输到数据获取单元;
电源模块,用于:
为压力传感器和数据传输模块提供持续稳定的电源供应,电源模块上连接有太阳能发电设备,通过太阳能发电设备为太阳能电池板充电以提供可持续能源。
进一步的,所述系统还用于对深层土体的水平位移数据进行数据校正,具体为:
根据深层土体的水平位移数据确定深层土体在每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值;
对每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值进行自褶积处理得到该预设长度范围内对应的叠后多次波数据;
将每个预设长度范围内的水平位移数据和该预设长度范围内对应的叠后多次波数据进行互相关处理得到互相关数据;
对两两预设长度范围内的互相关数据进行叠加处理,得到深层土体的道数据;
获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号;
对B码信号进行分段解析,根据解析结果确定每个分段内的同步时间脉冲信号;
获取每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值;
对每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值进行带相量校正的迭代算法的跟频和重采样及快速傅里叶变换,获取深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据;
根据深层土体的道数据获取深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据;
基于深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据根据动态修正因子对深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据进行数据校正,获取校正后的深层土体的水平位移数据。
进一步的,在获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号后,还包括:
获取B码信号的信号反馈路径,根据信号反馈路径的深度确定路径损耗系数;
检测信号反馈路径的路径长度,根据路径长度确定路径损耗随距离增长的变化速率;
检测B码信号在每个预设距离路径段内的信号强度变化情况,根据信号强度变化情况确定B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度;
基于B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度确定B码信号的信号衰减系数;
根据B码信号的信号衰减系数和路径损耗系数以及路径损耗随距离增长的变化速率计算出B码信号的距离衰减指数:
其中,X表示为B码信号的距离衰减指数,P表示为B码信号的信号衰减系数,n表示为路径损耗随距离增长的变化速率,log表示为对数,d表示为路径损耗系数,表示为在参考路径距离内的标准路径损耗系数,表示为B码信号的信号反馈路径的水平核量标准因子;
确定B码信号的距离衰减指数是否大于等于预设指数,若是,确定B码信号异常,对B码信号进行信号增强处理;
若否,确定B码信号正常,将对B码信号或者增强后的B码信号作为分析信号样本。
本发明要解决的另一技术问题是提供基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统的监测方法,包括如下步骤:
步骤一:在进行监测前,将压力传感器设置于在建或者已建城市建筑物地表下方,将压力传感器与数据获取单元之间通过数据传输模块相连,通过压力传感器实时对深层土体的水平位移数据进行采集;
步骤二:数据获取单元实时获取压力传感器所采集的水平位移数据,数据存储单元对水平位移数据的原始数据进行存储的同时,数据处理单元对原始数据进行去噪、数据清洗;
步骤三:智能监测单元对处理后的处理数据集进行分析处理,并根据分析结果进行警报,可视化处理单元同时对水平位移数据以及处理分析结果进行可视化显示。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明的数据处理单元对从传感器接收到的原始数据进行处理,对原始数据进行去噪、数据清洗、异常值处理操作,通过数据处理单元对原始数据进行去噪和清洗处理,可以有效的对原始数据中的异常数据以及重复数据进行清除,从而有效的对原始数据进行精简,从而提高后续对数据进行处理时的效率,同时可以提高数据分析结果的准确性和有效性,为深层土体水平位移智能监测提供准确有效的数据基础。
2.本发明的可视化处理单元创建图形用户界面,对智能监测单元的监测情况于云平台上进行实时的显示,可视化处理单元可以在云平台内部对所有的检测数据进行展示,可以通过不同的曲线图或者其他图形对数据进行展示,同时工作人员可以通过云平台对系统进行操作,可以帮助用户更容易地理解数据和位移趋势,以及实时监测可能的位移异常。
附图说明
图1为本发明的系统模块示意图。
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。
为了解决由于对土体水平位移进行监测时往往需要实时对数据进行采集,从而导致长时间运行下的系统内部数据体量巨大,内部的重复数据以及无用数据会导致系统分析效率降低,可能影响分析结果,同时监测时往往难以直观的对数据的变化幅度及趋势进行观测和操作,不利于工作人员进行了解的技术问题,请参阅图1,本发明提供以下技术方案:
基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,包括:
数据获取单元,用于:
与数据采集设备交互,对水平位移数据的原始数据进行获取;
数据处理单元,用于:
对从传感器接收到的原始数据进行处理,对原始数据进行去噪、数据清洗、异常值处理操作,并生成处理数据集,将处理数据集发送至智能监测单元后续分析;
数据存储单元,用于:
搭建数据库系统,所述数据库系统用于存储所有的监测数据,所述监测数据包括原始数据和处理数据集;
智能监测单元,用于:
对处理数据集内的数据进行深入处理和分析,通过分析来识别任何可能的位移模式或趋势,设置数据阈值,基于上述数据处理和分析的结果,当位移达到阈值或位移速度过快时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员;
可视化处理单元,用于:
创建图形用户界面,对智能监测单元的监测情况于云平台上进行实时的显示;
数据采集设备,用于:
对深层土体水平位移智能监测所需的数据进行采集,数据采集设备设置位置深入在建或者已建城市建筑物地表下方。
具体的,在进行监测前,将压力传感器设置于在建或者已建城市建筑物地表下方,将压力传感器与数据获取单元之间通过数据传输模块相连,通过压力传感器实时对深层土体的水平位移数据进行采集,数据获取单元实时获取压力传感器所采集的水平位移数据,数据存储单元对水平位移数据的原始数据进行存储的同时,数据处理单元对原始数据进行去噪、数据清洗,智能监测单元对处理后的处理数据集进行分析处理,并根据分析结果进行警报,可视化处理单元同时对水平位移数据以及处理分析结果进行可视化显示。
数据获取单元包括:
数据接收模块,用于:
与数据采集设备交互,对数据采集设备所采集水平位移数据的原始数据进行实时接收;
数据缓存模块,用于:
对原始数据进行缓存,所缓存的原始数据发送至数据处理单元以及数据存储单元分别进行预处理和原始数据存储。
具体的,通过数据获取单元对数据进行获取和缓存,缓存中的数据根据不同的处理需求发送至不同的单元进行不同的处理。
数据处理单元包括:
数据导入模块,用于:
从数据获取单元中读取原始数据,对原始数据进行数据预处理,所述数据预处理包括对原始数据进行格式转换以及统一数据类型;
数据去噪模块,用于:
对原始数据检测并处理异常值,并基于原始数据对于缺失的数据进行填充,通过设置过滤条件去除噪声数据,同时将数据进行标准化,使其落在一定的范围内;
数据清洗模块,用于:
对经过去噪处理的原始数据中错误、重复或格式不正确的数据进行修正,删除原始数据中重复或无关的数据,去除冗余,减少数据量,根据数据的属性特征将清洗后的原始数据分类,并生成处理数据集。
具体的,通过数据处理单元对原始数据进行去噪和清洗处理,可以有效的对原始数据中的异常数据以及重复数据进行清除,从而有效的对原始数据进行精简,从而提高后续对数据进行处理时的效率,同时可以提高数据分析结果的准确性和有效性,为深层土体水平位移智能监测提供准确有效的数据基础。
数据存储单元包括:
数据库搭建模块,用于:
确定数据需求,明确需要存储的数据类型和数据结构,设计数据库架构,创建数据库表、字段、关系等并搭建数据库;
数据存储模块,用于:
将数据插入到数据库中进行储存,定期备份数据;
数据检索模块,用于:
接收并处理查询请求,创建、更新和管理数据视图,以对数据进行检索和调取。
具体的,通过设置数据存储单元可以搭建数据库,对处理前的原始数据以及处理后的处理数据集进行存储,便于后续在校验和核实时对所有数据进行调取和检索。
智能监测单元包括:
阈值设定模块,用于:
基于水平位移标准设定合理数据阈值,所述数据阈值用于在数据对比模块内对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析;
数据对比模块,用于:
基于阈值设定模块所设定的合理数据阈值,对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析,并输出对比结果,当水平位移数据在合理数据阈值之内,则输出对比结果为正常,当当水平位移数据超过合理数据阈值,则输出对比结果为异常;
自动预警模块,用于:
在输出结果为异常时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员。
具体的,通过智能监测单元可以对采集到的水平位移数据进行对比分析,可以自动根据数据的变化幅度和趋势与阈值进行对比,从而有效的对深层土体水平位移进行监测,在出现数据异常或者变化趋势异常时,可以自动进行警报,可以及时提醒工作人员进行及时的响应和处理。
可视化处理单元包括:
需求确定模块,用于:
确定可视化类型,选择合适的数据可视化样式,所述可视化样式包括颜色、形状、大小,并根据需求对数据的可视化布局和排列方式进行确定;
可视化生成模块,用于:
根据可视化类型,选择可视化工具或库并进行相应的配置,将处理数据集内的数据映射到可视化元素上,并进行可视化展示,同时为可视化展示添加放大、缩小、旋转等交互功能;
数据展示模块,用于:
数据可视化发布,将可视化的数据发布到云平台或应用中。
具体的,可视化处理单元的设置可以在云平台内部对所有的检测数据进行展示,可以通过不同的曲线图或者其他图形对数据进行展示,同时工作人员可以通过云平台对系统进行操作,可以帮助用户更容易地理解数据和位移趋势,以及实时监测可能的位移异常。
数据采集设备包括:
压力传感器,用于:
嵌入到深层土体中实时对深层土体的水平位移数据进行监测;
数据传输模块,用于:
实时将压力传感器采集到的数据通过无线或有线方式传输到数据获取单元;
电源模块,用于:
为压力传感器和数据传输模块提供持续稳定的电源供应,电源模块上连接有太阳能发电设备,通过太阳能发电设备为太阳能电池板充电以提供可持续能源。
具体的,压力传感器实时监测水平位移,这种传感器可能需要具备感知土体移动、测量位移、以及将数据无线传输数据的能力,通过电源模块的设置可以为压力传感器提供可持续能源,从而可以保证在电力系统无法正常运行供给的紧急情况也可以保证压力传感器的正常运行,保证实时进行数据检测。
在一个实施例中,所述系统还用于对深层土体的水平位移数据进行数据校正,具体为:
根据深层土体的水平位移数据确定深层土体在每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值;
对每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值进行自褶积处理得到该预设长度范围内对应的叠后多次波数据;
将每个预设长度范围内的水平位移数据和该预设长度范围内对应的叠后多次波数据进行互相关处理得到互相关数据;
对两两预设长度范围内的互相关数据进行叠加处理,得到深层土体的道数据;
获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号;
对B码信号进行分段解析,根据解析结果确定每个分段内的同步时间脉冲信号;
获取每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值;
对每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值进行带相量校正的迭代算法的跟频和重采样及快速傅里叶变换,获取深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据;
根据深层土体的道数据获取深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据;
基于深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据根据动态修正因子对深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据进行数据校正,获取校正后的深层土体的水平位移数据。
上述技术方案的有益效果为:通过分别获取深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据和稳态数据可以根据信号干扰特性来对水平位移数据进行校正,保证数据精度和准确性。
在一个实施例中,在获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号后,还包括:
获取B码信号的信号反馈路径,根据信号反馈路径的深度确定路径损耗系数;
检测信号反馈路径的路径长度,根据路径长度确定路径损耗随距离增长的变化速率;
检测B码信号在每个预设距离路径段内的信号强度变化情况,根据信号强度变化情况确定B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度;
基于B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度确定B码信号的信号衰减系数;
根据B码信号的信号衰减系数和路径损耗系数以及路径损耗随距离增长的变化速率计算出B码信号的距离衰减指数:
其中,X表示为B码信号的距离衰减指数,P表示为B码信号的信号衰减系数,n表示为路径损耗随距离增长的变化速率,log表示为对数,d表示为路径损耗系数,表示为在参考路径距离内的标准路径损耗系数,表示为B码信号的信号反馈路径的水平核量标准因子;
确定B码信号的距离衰减指数是否大于等于预设指数,若是,确定B码信号异常,对B码信号进行信号增强处理;
若否,确定B码信号正常,将对B码信号或者增强后的B码信号作为分析信号样本。
上述技术方案的有益效果为:通过计算出B码信号的距离衰减指数可以直观地评估出信号检测距离对于信号强度的影响因子进而选择性地对B码信号进行增强处理以保证检测到的B码信号的完整性和精确性,为后续进行信号分析奠定了基础, 提高了实用性和稳定性。
为了更好的展现基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,本实施例现提出基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统的监测方法,包括以下步骤:
步骤一:在进行监测前,将压力传感器设置于在建或者已建城市建筑物地表下方,将压力传感器与数据获取单元之间通过数据传输模块相连,通过压力传感器实时对深层土体的水平位移数据进行采集;
步骤二:数据获取单元实时获取压力传感器所采集的水平位移数据,数据存储单元对水平位移数据的原始数据进行存储的同时,数据处理单元对原始数据进行去噪、数据清洗;
步骤三:智能监测单元对处理后的处理数据集进行分析处理,并根据分析结果进行警报,可视化处理单元同时对水平位移数据以及处理分析结果进行可视化显示。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于,包括:
数据获取单元,用于:
与数据采集设备交互,对水平位移数据的原始数据进行获取;
数据处理单元,用于:
对从传感器接收到的原始数据进行处理,对原始数据进行去噪、数据清洗、异常值处理操作,并生成处理数据集,将处理数据集发送至智能监测单元后续分析;
数据存储单元,用于:
搭建数据库系统,所述数据库系统用于存储所有的监测数据,所述监测数据包括原始数据和处理数据集;
智能监测单元,用于:
对处理数据集内的数据进行深入处理和分析,通过分析来识别任何可能的位移模式或趋势,设置数据阈值,基于上述数据处理和分析的结果,当位移达到阈值或位移速度过快时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员;
可视化处理单元,用于:
创建图形用户界面,对智能监测单元的监测情况于云平台上进行实时的显示;
数据采集设备,用于:
对深层土体水平位移智能监测所需的数据进行采集,数据采集设备设置位置深入在建或者已建城市建筑物地表下方。
2.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述数据获取单元包括:
数据接收模块,用于:
与数据采集设备交互,对数据采集设备所采集水平位移数据的原始数据进行实时接收;
数据缓存模块,用于:
对原始数据进行缓存,所缓存的原始数据发送至数据处理单元以及数据存储单元分别进行预处理和原始数据存储。
3.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述数据处理单元包括:
数据导入模块,用于:
从数据获取单元中读取原始数据,对原始数据进行数据预处理,所述数据预处理包括对原始数据进行格式转换以及统一数据类型;
数据去噪模块,用于:
对原始数据检测并处理异常值,并基于原始数据对于缺失的数据进行填充,通过设置过滤条件去除噪声数据,同时将数据进行标准化,使其落在一定的范围内;
数据清洗模块,用于:
对经过去噪处理的原始数据中错误、重复或格式不正确的数据进行修正,删除原始数据中重复或无关的数据,去除冗余,减少数据量,根据数据的属性特征将清洗后的原始数据分类,并生成处理数据集。
4.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述数据存储单元包括:
数据库搭建模块,用于:
确定数据需求,明确需要存储的数据类型和数据结构,设计数据库架构,创建数据库表、字段、关系并搭建数据库;
数据存储模块,用于:
将数据插入到数据库中进行储存,定期备份数据;
数据检索模块,用于:
接收并处理查询请求,创建、更新和管理数据视图,以对数据进行检索和调取。
5.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述智能监测单元包括:
阈值设定模块,用于:
基于水平位移标准设定合理数据阈值,所述数据阈值用于在数据对比模块内对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析;
数据对比模块,用于:
基于阈值设定模块所设定的合理数据阈值,对处理数据集内的水平位移数据进行对比分析,并输出对比结果,当水平位移数据在合理数据阈值之内,则输出对比结果为正常,当当水平位移数据超过合理数据阈值,则输出对比结果为异常;
自动预警模块,用于:
在输出结果为异常时进行自动化的预警,自动发送预警信息给相关人员。
6.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述可视化处理单元包括:
需求确定模块,用于:
确定可视化类型,选择合适的数据可视化样式,所述可视化样式包括颜色、形状、大小,并根据需求对数据的可视化布局和排列方式进行确定;
可视化生成模块,用于:
根据可视化类型,选择可视化工具或库并进行相应的配置,将处理数据集内的数据映射到可视化元素上,并进行可视化展示,同时为可视化展示添加放大、缩小、旋转;
数据展示模块,用于:
数据可视化发布,将可视化的数据发布到云平台或应用中。
7.如权利要求1所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述数据采集设备包括:
压力传感器,用于:
嵌入到深层土体中实时对深层土体的水平位移数据进行监测;
数据传输模块,用于:
实时将压力传感器采集到的数据通过无线或有线方式传输到数据获取单元;
电源模块,用于:
为压力传感器和数据传输模块提供持续稳定的电源供应,电源模块上连接有太阳能发电设备,通过太阳能发电设备为太阳能电池板充电以提供可持续能源。
8.如权利要求7所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:所述系统还用于对深层土体的水平位移数据进行数据校正,具体为:
根据深层土体的水平位移数据确定深层土体在每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值;
对每个预设长度范围内的水平位移状态相关测量值进行自褶积处理得到该预设长度范围内对应的叠后多次波数据;
将每个预设长度范围内的水平位移数据和该预设长度范围内对应的叠后多次波数据进行互相关处理得到互相关数据;
对两两预设长度范围内的互相关数据进行叠加处理,得到深层土体的道数据;
获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号;
对B码信号进行分段解析,根据解析结果确定每个分段内的同步时间脉冲信号;
获取每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值;
对每个分段内的同步时间脉冲信号的信号采样值进行带相量校正的迭代算法的跟频和重采样及快速傅里叶变换,获取深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据;
根据深层土体的道数据获取深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据;
基于深层土体在修正频率偏移影响下的稳态数据根据动态修正因子对深层土体在修正频率偏移影响下的动态数据进行数据校正,获取校正后的深层土体的水平位移数据。
9.如权利要求8所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统,其特征在于:在获取深层土体的水平位移数据对应的B码信号后,还包括:
获取B码信号的信号反馈路径,根据信号反馈路径的深度确定路径损耗系数;
检测信号反馈路径的路径长度,根据路径长度确定路径损耗随距离增长的变化速率;
检测B码信号在每个预设距离路径段内的信号强度变化情况,根据信号强度变化情况确定B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度;
基于B码信号在每个预设距离路径段内的平均信号强度确定B码信号的信号衰减系数;
根据B码信号的信号衰减系数和路径损耗系数以及路径损耗随距离增长的变化速率计算出B码信号的距离衰减指数:
其中,X表示为B码信号的距离衰减指数,P表示为B码信号的信号衰减系数,n表示为路径损耗随距离增长的变化速率,log表示为对数,d表示为路径损耗系数,表示为在参考路径距离内的标准路径损耗系数,表示为B码信号的信号反馈路径的水平核量标准因子;
确定B码信号的距离衰减指数是否大于等于预设指数,若是,确定B码信号异常,对B码信号进行信号增强处理;
若否,确定B码信号正常,将对B码信号或者增强后的B码信号作为分析信号样本。
10.据权利要求1-9中任一项所述的基于云平台的深层土体水平位移智能监测系统的监测方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:在进行监测前,将压力传感器设置于在建或者已建城市建筑物地表下方,将压力传感器与数据获取单元之间通过数据传输模块相连,通过压力传感器实时对深层土体的水平位移数据进行采集;
步骤二:数据获取单元实时获取压力传感器所采集的水平位移数据,数据存储单元对水平位移数据的原始数据进行存储的同时,数据处理单元对原始数据进行去噪、数据清洗;
步骤三:智能监测单元对处理后的处理数据集进行分析处理,并根据分析结果进行警报,可视化处理单元同时对水平位移数据以及处理分析结果进行可视化显示。
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