一种隧道风压可视化监测方法、系统、存储介质、装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于隧道风压监测技术领域，公开了一种隧道风压可视化监测方法、系统、存储介质、装置，将确定好位置的传感器编号并固定于隧道衬砌或中隔墙；传感器采集隧道内的风压数据，数据采集模块接收传感器采集的风压数据并通过数据传输模块上传至云端服务器，在任何接入互联网的环境中实时接收到云端数据库内的风压数据；数据格式转换模块调用服务器数据库的风压数据进行格式转换，将格式转换完成后的风压数据导入Revit建模平台，BIM集成模块将隧道模型与风压数据结合形成集成风压数据的BIM隧道模型；通过手机和计算机访问该网址实时查看隧道风压数据。本发明专利技术实现了BIM模型的监测信息的可视化，快速掌握隧道的监测情况。

A visual monitoring method, system, storage medium and device of tunnel wind pressure

【技术实现步骤摘要】
一种隧道风压可视化监测方法、系统、存储介质、装置
本专利技术属于隧道风压监测
，尤其涉及一种隧道风压可视化监测方法、系统、存储介质、装置。
技术介绍
目前，现有监测系统已将无线通信的技术应用于风压监测，其中一种基于ZigBee和GPRS无线通信技术的风压监测系统，通过风压传感器采集数据，无线传输网络由多个节点与一个网关构成，网关节点将传感器数据进行本地存储，同时将数据通过GPRS远程发送到数据监测中心。数据监测中心可以实现数据的存储、实时显示等功能，但是风压实测数据跟隧道实体之间联系较少，可视化程度低，基本停留在二维空间上。近几十年来，随着我国经济的快速发展，隧道建设也进入了一个快速增长的时期，面对如此多的隧道(特别是城市地铁隧道)，损坏隧道结构及其内部设施。列车在运行过程中会产生比较明显的隧道空气动力学效应，并且列车运行的速度越高，所引起的隧道空气动力学的问题就越多，尤其列车是在驶入、驶出隧道过程中，其产生的活塞风、脉动风效应作用，引起隧道内剧烈变化的空气交变压力，对隧道内的中隔墙结构或隧道内部照明灯具等附属设施设施产生不利影响，对隧道风压的监测是隧道健康监测问题上不可或缺的一环。目前，传统的监测是由于数据采集系统繁杂，现场施工条件的限制，监测系统缺乏对数据资源的结构化组织。隧道风压实时动态监测自动化程度不足，需要耗费人力物力对隧道风压进行监测，信息化程度较低；无法在隧道模型属性中显示出风压监测数据，未与BIM模型相结合，可视化程度不高；信息集成化低，工程信息与自动化监测数据存于各自的系统中，产生“信息孤岛”局面，不仅会给相关人员提取有效信息造成困难，特别是不同单位不同专业进行相关资料查询时，由于对资料的不熟悉以及资料繁杂，往往导致在提取有用信息时耗费大量时间和精力，而且难以对其进一步的融合分析，使其产生更大的价值。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)目前隧道风压实时动态监测自动化程度存在需要耗费人力物力对隧道风压进行监测，信息化程度较低。(2)目前隧道风压实时动态监测自动化程度存在无法在隧道模型属性中显示出风压监测数据，未与BIM模型相结合，可视化程度不高。(3)目前隧道风压实时动态监测自动化程度存在信息集成化低，给相关人员提取有效信息造成困难，导致在提取有用信息时耗费大量时间和精力。解决上述技术问题的难度：现有的风压监测系统大多基于是zigbee和无线传输等技术，现有的监测技术可以实现对风压的监测，难的是如何保证信息集成度,三维可视化的问题。解决上述技术问题的意义：通过对上述问题的系统概述，有利于大众理解隧道风压监测的特点与重要性，同时在隧道监测实践中也对相关技术提供参考，特别是针对隧道风压监测方法、三维可视化技术以及监测系统的建构方面对我国目前隧道健康监测中的的风压监测问题的解决具有一定的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种隧道风压可视化监测方法、系统、存储介质、装置。本专利技术是这样实现的，一种隧道风压可视化监测方法，所述隧道风压可视化监测方法包括以下步骤：第一步，将按照隧道设计信息确定好位置的传感器编号并固定于隧道衬砌或中隔墙；第二步，传感器采集隧道内的风压数据，数据采集模块接收传感器采集的风压数据并通过数据传输模块上传至云端服务器，在任何接入互联网的环境中实时接收到云端数据库内的风压数据；第三步，数据格式转换模块调用服务器数据库的风压数据进行格式转换，将格式转换完成后的风压数据导入Revit建模平台，BIM集成模块将隧道模型与风压数据结合形成集成风压数据的BIM隧道模型；第四步，依靠网络以及Web可视化技术实现BIM模型上传以及云端查看，通过手机和计算机访问该网址实时查看隧道风压数据。进一步，所述隧道风压可视化监测方法根据隧道的形式、长度、洞身净高工程信息，确定传感器布设的位置，在传感器安装过程中采用膨胀螺栓与隧道衬砌或中隔墙连接；将传感器按顺序编号，使传感器的编号与数据采集模块的通道号一一对应，将传感器的线缆至于保护套管内并固定在隧道内的桥架上；采集箱通过线缆连接至传感器，系统采集设备自动采集所述传感器的电信号，数据采集完成后将数据传输给无线发射装置，传感器的输出方式为模拟电路4-20mA的电信号输出，电流的输出范围与传感器量程之间有一个对应的关系式，为Fx＝kq，k的取值和量程有关；模拟电路采集仪采集到的是电路信号，依据关系式将电流信号解算成具体风压值，通过内置的物联网卡使用运营商网络，将风压值传输至服务器，并将数据存储在服务器数据库中。进一步，所述隧道风压可视化监测方法通过对比分析传感器不同阶段的数据，对中隔墙的不同工况、不同时期的压力场变化数据进行对比分析，提供不同时间段、不同传感器的风压数据进行量化对比显示，以表格、图表的形式呈现。进一步，所述隧道风压可视化监测方法通过IFC标准监测信息读写程序软件对保存在数据库中的监测数据进行调用并解析转换成IFC格式，集成风压数据的BIM的构建平台为Revit建模平台，将转换完成的IFC格式的数据导入到建立的Revit模型中，包含传感器模型和隧道模型，Revit实现对传感器的属性的拓展，在属性页面导入隧道设计信息、监测信息、列车运行信息。进一步，所述隧道风压可视化监测方法按照隧道设计信息在Revit平台上创建BIM模型，按照实际工程的材质，对隧道模型进行渲染，将创建的BIM模型保存为.rvt文件，并使用“IFCforRevit命令完成隧道模型IFC中性文件的导出，借助IFC标准监测信息读写程序软件；软件链接监测系统后台数据库，通过条件查询方式提取数据库风压监测数据以及监测点的编号，并保存至计算机内存，基于IFC标准完成对监测数据的格式转换。进一步，所述隧道风压可视化监测方法遍历通过Revit平台导出的原始隧道反馈分析集成模型IFC中性文件，检索传感器编号属性的语句，并记录该语句的编号，基于该传感器编号查找描述监测数据属性以及属性集的语句，将基于IFC标准处理的监测数据写入描述传感器监测数据属性的语句；对所有传感器将监测数据批量写入，输出集成监测数据的IFC物理文件；依靠网络以及Web可视化技术实现BIM模型上传以及云端查看，采用WebGraphicsLibrary绘图技术标准将BIM模型轻量化；把轻量化的BIM模型嵌套进去，通过编写程序的Web链接端口将轻量化处理的隧道模型发布于互联网中，显示模块是与基于BIM技术的后台服务管理模块相连，包括括手机显示、计算机显示和平板电脑显示，用户通过手机和计算机访问该网址实时查看隧道风压数据。本专利技术的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行包括下列步骤：第一步，将按照隧道设计信息确定好位置的传感器编号并固定于隧道衬砌或中隔墙；第二步，传感器采集隧道内的风压数据，数据采集模块接收传感器采集的风压数据并通过数据传输模块上传至云端服务器，在任何接入互联网的环境中实时接收到云端数据库内的风压数据；第三步，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法包括以下步骤：/n第一步，将按照隧道设计信息确定好位置的传感器编号并固定于隧道衬砌或中隔墙；/n第二步，传感器采集隧道内的风压数据，数据采集模块接收传感器采集的风压数据并通过数据传输模块上传至云端服务器，在任何接入互联网的环境中实时接收到云端数据库内的风压数据；/n第三步，数据格式转换模块调用服务器数据库的风压数据进行格式转换，将格式转换完成后的风压数据导入Revit建模平台，BIM集成模块将隧道模型与风压数据结合形成集成风压数据的BIM隧道模型；/n第四步，依靠网络以及Web可视化技术实现BIM模型上传以及云端查看，通过手机和计算机访问该网址实时查看隧道风压数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法包括以下步骤：
第一步，将按照隧道设计信息确定好位置的传感器编号并固定于隧道衬砌或中隔墙；
第二步，传感器采集隧道内的风压数据，数据采集模块接收传感器采集的风压数据并通过数据传输模块上传至云端服务器，在任何接入互联网的环境中实时接收到云端数据库内的风压数据；
第三步，数据格式转换模块调用服务器数据库的风压数据进行格式转换，将格式转换完成后的风压数据导入Revit建模平台，BIM集成模块将隧道模型与风压数据结合形成集成风压数据的BIM隧道模型；
第四步，依靠网络以及Web可视化技术实现BIM模型上传以及云端查看，通过手机和计算机访问该网址实时查看隧道风压数据。


2.如权利要求1所述的隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法根据隧道的形式、长度、洞身净高工程信息，确定传感器布设的位置，在传感器安装过程中采用膨胀螺栓与隧道衬砌或中隔墙连接；将传感器按顺序编号，使传感器的编号与数据采集模块的通道号一一对应，将传感器的线缆至于保护套管内并固定在隧道内的桥架上；采集箱通过线缆连接至传感器，系统采集设备自动采集所述传感器的电信号，数据采集完成后将数据传输给无线发射装置，传感器的输出方式为模拟电路4-20mA的电信号输出，电流的输出范围与传感器量程之间有一个对应的关系式，为Fx＝kq，k的取值和量程有关；模拟电路采集仪采集到的是电路信号，依据关系式将电流信号解算成具体风压值，通过内置的物联网卡使用运营商网络，将风压值传输至服务器，并将数据存储在服务器数据库中。


3.如权利要求1所述的隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法通过对比分析传感器不同阶段的数据，对中隔墙的不同工况、不同时期的压力场变化数据进行对比分析，提供不同时间段、不同传感器的风压数据进行量化对比显示，以表格、图表的形式呈现。


4.如权利要求1所述的隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法通过IFC标准监测信息读写程序软件对保存在数据库中的监测数据进行调用并解析转换成IFC格式，集成风压数据的BIM的构建平台为Revit建模平台，将转换完成的IFC格式的数据导入到建立的Revit模型中，包含传感器模型和隧道模型，Revit实现对传感器的属性的拓展，在属性页面导入隧道设计信息、监测信息、列车运行信息。


5.如权利要求1所述的隧道风压可视化监测方法，其特征在于，所述隧道风压可视化监测方法按照隧道设计信息在Revit平台上创建BIM模型，按照实际工程的材质，对隧道模型进行渲染，将创建的BIM模型保存为.rvt文件，并使用“IFCforRevit命令完成隧道模型IFC中性文件的导出，借助IFC标准监测信息读写程序软件；软件链接监测系统后台数据库，通过条件查询方式提取数据库风压监测数据以及监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张拥军，王观群，胡同旭，迟胜超，刘芸，吕彦明，徐文协，王盛，刘洪治，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37