多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用技术方案

本发明专利技术公开了多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用包括：基于大坝的结构特点和实际运行情况选择大坝的监测项目和监测点；采集所述监测点的数据并对所述数据以及历史数据进行数据融合处理，并进行数据计算和整编分析；基于数据分析需求建立监控模型，对大坝的工作性态进行分析。本发明专利技术根据所建立的模型分离出来的各作用分量来解释和分析大坝的工作性态；引入了在线监控测点的选取原则和方法智能应用，为在线监控智能化、信息化提供了理论依据和技术保障；本发明专利技术不仅可以更加深入、全面的了解大坝安全监测运行情况，而且提升了安全监测信息化、智能化程度，为全面了解大坝运行安全状况提供有效手段。面了解大坝运行安全状况提供有效手段。面了解大坝运行安全状况提供有效手段。

【技术实现步骤摘要】
多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用


[0001]本专利技术涉及大坝安全监测分析系统开发
，具体为多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用。

技术介绍

[0002]大坝作为水利工程枢纽的重要组成部分，在调节水资源时空分布中发挥着巨大的工程效益，在国民经济和社会发展起到了十分重要的作用。大坝作为水工建筑物，在长期运行过程中不仅承受来自于外荷载的长期作用，且受到周围地质结构的影响，其运行过程中存在一定的风险。大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段，也是保证大坝安全运行重要的非工程措施。为及时掌握大坝运行状况，及时了解存在的安全隐患，通常采用多种方法对大坝不同部位进行多方位监测，以获得大坝不同空间测点的变形值。
[0003]现有的常用技术方法主要是利用置信区间法、典型小概率法和极限状态法等统计分析方法，研究每个监控测点测值是否出现异常情况的监控分析方法，包括测点测值的变化区间、变化规律、变化趋势、周期、最大值、统计特征值等，建立单测点监控分析模型，通过对单个测点测值的监控发现大坝出现异常现象。但由于外界荷载对大坝的作用是整体性的，单测点模型只反映了单个测点的变化，没考虑监测量的空间分布因素，不能反映监测量的内在机理，不能够全面反映大坝的实际情况，当监控测点数较多时，每个测点每个方向都要建立各自的监控模型，效果不好且费时费力，因而有一定局限性。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：如何在监测大坝实际运行工作状态时，考虑监测量的空间分布因素，反映监测量的内在机理，有效处理多监控测点以全面反映大坝实际运行情况。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，包括：
[0008]基于大坝的结构特点和实际运行情况选择大坝的监测项目和监测点；
[0009]采集所述监测点的数据并对所述数据以及历史数据进行数据融合处理，并进行数据计算和整编分析；
[0010]基于数据分析需求建立监控模型，对大坝的工作性态进行分析。
[0011]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述选择大坝的监测项目和监测点，包括：
[0012]基于以下四个原则选取监测效应量及测点：
[0013]所选效应量应该能够直观反映大坝运行性状某一方面的特征；
[0014]所选效应量应该具有代表性，能够较为完整地反映大坝运行性状；
[0015]在同一所选效应量下，应有多个测点数据，以降低随机测量误差；
[0016]所选效应量应能采用已有的分析方法进行度量，能有利于实施融合诊断。
[0017]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述进行数据计算，包括：
[0018]基于数据处理软件计算各监测点的应力应变、渗流渗压、变形监测数据。
[0019]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述进行数据整编分析，包括：
[0020]采用比较法、绘图法、特征值统计法及时程分析法对各个检测点的数据计算结果进行展示并观察数据变化形式及数据变化量。
[0021]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述基于数据分析需求建立监控模型，包括：
[0022]利用统计分析、对比分析、相关性分析、趋势分析，建立统计模型、混合模型、确定性模型和基于智能算法的监控模型，并根据模型分离出来的各作用分量来解释和分析大坝的工作性态。
[0023]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述统计模型，包括：
[0024]根据正常运行状态下某一效应量的实测数据，通过统计分析建立起效应量与原因量之间相互关系的数学模型即：观测数据的函数关系式，表示为：
[0025]y＝f(x1、x2、x3、
…
、x
n
)
[0026]其中，y表示荷载效应因变量、原因量；x表示自变量、效应量；
[0027]根据观测数据的函数关系式，利用统计学方法建立回归方程，即统计模型，表示为：
[0028][0029]其中，y表示荷载效应因变量、原因量；x表示自变量、效应量；b0表示常数项，b1、b2…
b
n
表示回归系数；
[0030]水工建筑物的观测值大致可以归纳为两大类：第一类为荷载集，即大坝所承受的荷载及外界条件；第二类为荷载效应集，即反映大坝的工作状态；通常将荷载集称为自变量、效应量或预报因子，用x1、x2、x3、
…
、x
n
表示；荷载效应集称为因变量、原因量或预报量，用y表示。
[0031]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述统计模型，还包括：
[0032]采用逐步回归法选取关系显著的重要因子，排除关系不大的次要因子；对逐步回归法每一步选入的重要因子作显著性检验；若检验结果为显著，则继续进行重要因子的选择，并将其加入回归方程中；若检验结果为不显著，则结束挑选重要因子；并基于已选择的重要因子建立最优回归方程，具体过程表示为：
[0033][0034][0035]……
[0036][0037]其中，y表示荷载效应因变量、原因量；x表示自变量、效应量；b0表示常数项，b1、b2…
b
m
表示回归系数；
[0038]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述统计模型，还包括：
[0039]对回归方程中的因子进行剔除检验，检验方程内各因子重要性，剔除不重要的因子，使最终的回归方程只保留重要因子，以实现双重检验的逐步回归。
[0040]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述确定性模型，包括：
[0041]基于水工结构分析的方法建立原因量与效应量之间的因果关系式；采用强度理论对坝的结构进行分析计算。
[0042]作为本专利技术所述的多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用的一种优选方案，其中：所述确定性模型，还包括：
[0043]基于结构分析计算结果对大坝结构进行判断，判断标准具体为：当在同种条件下某一效应量的实测值与模型预报值之差，处于容许的范围之内时，则认为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于，包括：基于大坝的结构特点和实际运行情况选择大坝的监测项目和监测点；采集所述监测点的数据并对所述数据以及历史数据进行数据融合处理，并进行数据计算和整编分析；基于数据分析需求建立监控模型，对大坝的工作性态进行分析。2.如权利要求1所述的一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于：所述选择大坝的监测项目和监测点，包括：基于以下四个原则选取监测效应量及测点：所选效应量应该能够直观反映大坝运行性状某一方面的特征；所选效应量应该具有代表性，能够较为完整地反映大坝运行性状；在同一所选效应量下，应有多个测点数据，以降低随机测量误差；所选效应量应能采用已有的分析方法进行度量，能有利于实施融合诊断。3.如权利要求1或2所述的一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于：所述进行数据计算，包括：基于数据处理软件计算各监测点的应力应变、渗流渗压、变形监测数据。4.如权利要求3所述的一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于：所述进行数据整编分析，包括：采用比较法、绘图法、特征值统计法及时程分析法对各个检测点的数据计算结果进行展示并观察数据变化形式及数据变化量。5.如权利要求4所述的一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于：所述基于数据分析需求建立监控模型，包括：利用统计分析、对比分析、相关性分析、趋势分析，建立统计模型、混合模型、确定性模型和基于智能算法的监控模型，并根据模型分离出来的各作用分量来解释和分析大坝的工作性态。6.如权利要求5所述的一种多维多测点模型在线监控算法在监测分析系统平台的应用，其特征在于：所述统计模型，包括：根据正常运行状态下某一效应量的实测数据，通过统计分析建立起效应量与原因量之间相互关系的数学模型即：观测数据的函数关系式，表示为：y＝f(x1、x2、x3、
…
、x
n
)其中，y表示荷载效应因变量、原因量；x表示自变量、效应量；根据观测数据的函数关系式，利用统计学方法建立回归方程，即统...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹广林，余滢，余泳，吴志伟，卓四明，肖峰，单良，李志坤，
申请(专利权)人：南京河海南自水电自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：