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专利号: 2025107872663
申请人: 陕西九江成建设工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1,通过对施工监测系统中多类型传感设备的实时数据采集与同步处理,获取水利施工监测数据,并对水利施工监测数据进行预处理,得到预处理过的水利施工监测数据;

S2,基于预处理过的水利施工监测数据构建滑动窗口,提取关键结构与环境变量,综合分析结构扰动程度,根据结构扰动程度划分不同扰动状态区段,标记各时间段的区段状态标签;

S3,基于区段状态标签提取不稳态时间段,构建扰动特征序列,识别高疑似扰动片段并解析结构与环境之间的响应偏差,结合三维结构响应序列与历史稳态样本进行滑动比对,筛选高可信异常片段并生成异常数据结构;

S4,基于已识别的异常数据结构,联合分析结构响应与环境扰动的耦合关系,构建用于衡量非稳态强度的动态失衡指标,根据动态失衡指标划分异常等级,相应调度策略与采集配置更新。

2.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管方法,其特征在于:所述通过对施工监测系统中多类型传感设备的实时数据采集与同步处理,获取水利施工监测数据的具体步骤如下:通过对施工监测系统中多类型传感设备的实时数据采集与同步处理,获取水利施工监测数据,水利施工监测数据包括孔隙水压力、渗流速率、大气压、施工温度、施工湿度、地表沉降量、混凝土裂缝宽度、受力构件应力值、钢筋应力、结构振动加速度;其中,通过读取埋设于坝基和边坡的孔压计所采集的液体静压变化,获取孔隙水压力;通过读取渗压差传感器输出的流速换算结果,获取渗流速率;通过读取安装在现场气象单元中的气压模块实时测值,获取大气压;通过环境传感节点输出的温度通道与湿度通道数据,获取施工温度和施工湿度;通过读取全球导航卫星系统测点的坐标变化信息,并结合水准测量中提取的高程差值,获取地表沉降量;通过采集裂缝传感器的两点间位移测值,获取混凝土裂缝宽度;通过读取嵌设于承重结构内的应力传感器所采集的电信号并经校准计算,获取受力构件应力值;通过采集钢筋表面应变片的数据并结合钢筋弹性模量换算,获取钢筋应力;通过读取三轴加速度传感器输出的瞬时加速度值,获取结构振动加速度。

3.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管方法,其特征在于:所述对水利施工监测数据进行预处理,得到预处理过的水利施工监测数据的具体步骤如下:通过基于滑动窗口的标准差离群检测法与孤立森林算法的协同检测,对孔隙水压力、渗流速率与结构振动加速度中的突变值与链路异常数据进行识别与剔除;通过利用时序线性插值方法与样条插值算法的组合补全机制,对地表沉降量、施工湿度与混凝土裂缝宽度中的字段缺失情况进行时序补全;通过融合指数加权滑动平均与局部回归算法的联合建模策略,对施工温度、钢筋应力与受力构件应力值进行趋势拟合与高频噪声抑制;通过采用幂函数变换与最大最小归一化算法的级联变换,对水利施工监测数据进行分布调整与数值压缩,完成水利施工监测数据的统一区间重构与归一化处理。

4.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管方法,其特征在于:所述根据结构扰动程度划分不同扰动状态区段,标记各时间段的区段状态标签的具体步骤如下:实时计算每个滑动窗口内的结构扰动评估值,并将结构扰动评估值与结构扰动阈值进行比对,结构扰动阈值包括一级结构扰动阈值和二级结构扰动阈值:当结构扰动评估值小于或等于一级结构扰动阈值时,当前时间段被标记为稳态区段,自动触发基线更新策略,在稳态样本集中增量更新当前窗口内的原始水利施工监测数据,并进行统计特征归档;当结构扰动评估值大于一级结构扰动阈值且小于二级结构扰动阈值时,当前时间段被标记为过渡区段,激活延迟确认机制,保留当前窗口内的全部水利施工监测数据,并设置时间缓冲区以待后续状态演化趋势判断;当结构扰动评估值大于或等于二级结构扰动阈值时,当前时间段被标记为不稳态区段,调用高频重采逻辑,对所覆盖监测点位在后续时间段内启用增强采样模式,同时推送当前滑动窗口内的水利施工监测数据至异常识别处理流程;

将每个时间段对应的区段标记作为区段状态标签,附加至当前滑动窗口的元数据中,该标签包含状态类别、时间区段范围与监测点编号,并随时间索引一并保留,用作后续识别流程的输入索引与调度依据。

5.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管方法,其特征在于:所述根据动态失衡指标划分异常等级,相应调度策略与采集配置更新的具体步骤如下:计算获得动态失衡值后,实时比对动态失衡值和失衡阈值,对高可信异常片段进行等级划分;其中,失衡阈值包括一级失衡阈值和二级失衡阈值;当动态失衡值小于或等于一级失衡阈值时,将当前高可信异常片段标记为轻度扰动,触发局部重采逻辑,对当前监测点进行加密采样;当动态失衡值大于一级失衡阈值且小于二级失衡阈值时,当前高可信异常片段标记为临界扰动,对当前监测点进行加密采样,并将当前高可信异常片段所对应的水利监测数据推送至监理平台,附加人工审核提示;当动态失衡值大于或等于二级失衡阈值时,将当前高可信异常片段标记为严重扰动,触发全站告警流程,暂停相关施工任务,并将该片段数据移交异常溯因处理流程;

将动态失衡值、异常等级标签、调度处理记录及对应时间索引归档生成异常事件日志,绑定原始水利施工监测数据,实现全过程索引追溯;将异常事件日志中标注的异常等级、动态失衡值、结构扰动评估值与结构响应偏差值,同步写入采集调度配置表,用于更新采样频率设定、监测点位优先级排序及比对阈值调整方案,实现基于实际异常演化特征的自适应调度优化,完成监测识别、响应控制与采集策略三位一体的闭环流程。

6.一种多源数据融合的水利工程施工监控数据监管系统,其特征在于:包括:水利施工监测数据采集预处理模块、结构扰动评估与状态标记模块、扰动识别与异常样本提取模块和异常分析判断与调度联动模块,其中:所述水利施工监测数据采集预处理模块,用于通过对施工监测系统中多类型传感设备的实时数据采集与同步处理,获取水利施工监测数据,并对水利施工监测数据进行预处理,得到预处理过的水利施工监测数据;

所述结构扰动评估与状态标记模块,用于基于预处理过的水利施工监测数据构建滑动窗口,提取关键结构与环境变量,综合分析结构扰动程度,根据结构扰动程度划分不同扰动状态区段,标记各时间段的区段状态标签;

所述扰动识别与异常样本提取模块,用于基于区段状态标签提取不稳态时间段,构建扰动特征序列,识别高疑似扰动片段并解析结构与环境之间的响应偏差,结合三维结构响应序列与历史稳态样本进行滑动比对,筛选高可信异常片段并生成异常数据结构;

所述异常分析判断与调度联动模块,用于基于已识别的异常数据结构,联合分析结构响应与环境扰动的耦合关系,构建用于衡量非稳态强度的动态失衡指标,根据动态失衡指标划分异常等级,相应调度策略与采集配置更新。