一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法技术

本发明专利技术公开了一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法，该方法在群桩结构的桩身和承台适当位置安装传感器；将传感器接入计算机，通过计算机获取各个被监测部位的历史信息数据集{A

【技术实现步骤摘要】
一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法


[0001]本专利技术涉及工程监测技术，人工智能技术，具体而言，涉及一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法。

技术介绍

[0002]桩结构一般由基桩和连接于桩顶的承台共同组成，当基桩数量为2个以上时，则组成的桩结构为群桩结构；较单桩结构的监控而言，群桩结构更难以进行监控；而要在既有群桩结构的基础上进行下穿隧道施工，在施工期间对既有群桩结构进行预警监控，是十分有必要的。
[0003]以往对群桩进行监控时，通常是通过在施工现场安装对应的监控设备或者仪器，通过该仪器监测高支模的局部或者整体情况；对于对采集的数据如何进行数据分析，则很少提到；或者仅采集观察到的被监测部位的数据信息，而通过该方式采集的信息往往变化范围很小，不包括存在风险时被监测部位的数据信息；因此，不能反应群桩结构的完整生命周期中数据变化情况；通过该方法进行模型训练，得到的函数也将不能很好的说明各个被监测部位的数据信息和风险存在与否的关系。
[0004]因此，采用怎样的监测方式，以及采用该监测方式后，怎样对采集到的数据进行处理；此类研究对既有群桩结构的预警监控将具有积极作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，以及在原有技术基础上大大提高其技术效果；为此，本专利技术提供了一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法，该方法包括：
[0006]在下穿隧道施工期间，根据群桩结构的结构特点，在群桩结构的桩身和承台适当位置安装传感器；
[0007]将传感器接入计算机，通过计算机获取各个被监测部位的历史信息数据集{A
i
}；并通过工程力学分析和风险假设性实验，求得各个被监测部位的理论信息数据集{B
i
}；将各个被监测部位的历史信息数据集和理论信息数据集进行合并，形成各个被监测部位的整个生命周期信息数据集{X
i
}；所述风险假设性实验包括：不存在风险时的实验和存在风险时的实验；
[0008]对获得的整个生命周期信息数据集进行赋值，对于不存在风险的X
i
赋值为1，对于存在风险的X
i
赋值为0；采用RBF网络分别将各个被监测部位的整个生命周期信息数据集{X
i
}作为样本数据进行训练，得到最终RBF网络的形式为：其中，q为隐层神经元个数，c
j
和w
j
分别是第j个隐层神经元所对应的中心和权重，p(x
i
，c
j
)是径向基函数，所述径向基函数是某种沿径向对称的标量函数，为样本x
i
到数据中心c
j
之间欧氏距离的单调函数；表示通过RBF训练输入向量元素x
i
后，输出的实值；
[0009]通过接入的计算器，不断的获取各个被监测部位的数据信息，并将数据信息分别输入最终RBF网络，通过输出判断各个被监测部位是否存在风险；
[0010]对存在风险的被监测部位进行预警，通知现场施工人员停止作业，并通知技术人员进行及时的维修和加固。
[0011]进一步地，所述在群桩结构的桩身和承台适当位置安装传感器包括：安装的传感器包括倾角传感器、位移传感器和压力传感器；确定群桩结构的组成后，在桩身和承台的适当位置安装对应传感器。
[0012]进一步地，所述计算机获取各个被监测部位的历史信息数据集包括：通过查阅各个被监测部位的历史数据信息表，获取各个被监测部位的历史数据信息集{A
i
}；随后，通过对各个被监测部位进行工程力学分析和风险假设性实验，获取各个被监测部位的理论信息数据集{B
i
}；所述风险假设性实验的方法为：假设被监测部位处于某个状态，通过工程力学分析得到该状态下被监测部位是不存在风险的，则证明被监测部位处于该状态下对应的数据信息B
i
是不存在风险的；同时，若假设被监测部位处于某个状态，通过工程力学分析得到该状态下被监测部位是存在风险的，则证明被监测部位处于该状态下对应的数据信息B
i
是存在风险的；通过风险假设性实验采用渐变的方式，不断假设各个被监测部位处于不同状态，包括不存在风险的状态和存在风险的状态，分别采集各个被监测部位处于不同状态时的数据集，组成各个被监测部位的理论信息数据集{B
i
}。
[0013]进一步地，所述将各个被监测部位的历史信息数据集和理论信息数据集进行合并包括：历史数据信息集{A
i
}和理论信息数据集{B
i
}中的元素均为向量，通过合并的方式，将同一个被监测部位的历史信息数据集和理论信息数据集进行合并，获得全部被监测部位的整个生命周期信息数据集{X
i
}。
[0014]进一步地，所述RBF网络是一种单隐层前馈神经网络，它使用径向基函数作为隐层神经元的激活函数，输出层则是对隐层神经元输出的线性组合；RBF常采用高斯径向基函数作为隐层神经元激活函数，所述高斯径向基函数的形式可以表示为：其中，p(x
i
，c
j
)表示径向基函数的取值，β
j
表示高斯径向基函数的带宽参数，c
j
表示第j个隐层神经元所对应的中心，x
i
表示样本数据，||
·
||表示欧几里得距离。
[0015]进一步地，所述不断的获取各个被监测部位的数据信息包括：通过计算机每隔一段时间向传感器发出获取被监测部位数据信息的请求，传感器接收到请求后，将自动采集被监测部位的数据信息，并将采集到的数据信息反馈给计算机；计算机获取各个传感器采集的数据信息以后，根据数据信息所对应的被监测部位信息，分别代入得到的最终RBF网络，通过最终RBF网络求得的值，确定各个被监测部位是否存在风险。
[0016]进一步地，所述确定各个被监测部位是否存在风险包括：若某个被监测部位的数据信息代入得到的最终RBF网络后，得到的数值为1，则认为该被监测部位不存在风险；若得到的数值为0，则认为该被监测部位存在风险；通过将获得的所有被监测部位的数据信息分别代入对应的最终RBF网络，计算各个被监测部位是否存在风险；若通过计算，全部被监测部位均不存在风险，则证明整个群桩结构不存在风险；若通过计算，存在个别被监测部位存在风险，则证明群桩结构存在风险。
[0017]进一步地，所述对存在风险的被监测部位进行预警包括：若通过最终RBF网络判断
群桩结构存在风险，则需确定存在风险的被监测部位，即存在风险的桩身和承台，及时通知现场施工人员停止作业，并通知技术人员进行维修和加固。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术提出了一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法；该方法通过获取既有群桩结构的被监测部位的历史数据信息，形成历史信息数据集{A
i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)在下穿隧道施工期间，根据群桩结构的结构特点，在群桩结构的桩身和承台适当位置安装传感器；2)将传感器接入计算机，通过计算机获取各个被监测部位的历史信息数据集{A
i
}；并通过工程力学分析和风险假设性实验，求得各个被监测部位的理论信息数据集{B
i
}；将各个被监测部位的历史信息数据集和理论信息数据集进行合并，形成各个被监测部位的整个生命周期信息数据集{X
i
}；所述风险假设性实验包括：不存在风险时的实验和存在风险时的实验；3)对获得的整个生命周期信息数据集进行赋值，对于不存在风险的X
i
赋值为1，对于存在风险的X
i
赋值为0；采用RBF网络分别将各个被监测部位的整个生命周期信息数据集{X
i
}作为样本数据进行训练，得到最终RB F网络的形式为：其中，q为隐层神经元个数，c
j
和w
j
分别是第j个隐层神经元所对应的中心和权重，p(x
i
，c
j
)是径向基函数，所述径向基函数是某种沿径向对称的标量函数，为样本x
i
到数据中心c
j
之间欧氏距离的单调函数；表示通过最终RBF训练输入向量元素x
i
后，输出的实值；4)通过接入的计算器，不断的获取各个被监测部位的数据信息，并将数据信息分别输入最终RBF网络，通过输出判断各个被监测部位是否存在风险；5)对存在风险的被监测部位进行预警，通知现场施工人员停止作业，并通知技术人员进行及时的维修和加固。2.根据权利要求1所述的一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法，其特征在于，所述在群桩结构的桩身和承台适当位置安装传感器包括：安装的传感器包括倾角传感器、位移传感器和压力传感器；确定群桩结构的组成后，在桩身和承台的适当位置安装对应传感器。3.根据权利要求1所述的一种下穿隧道施工期间对上部既有群桩结构的预警监控方法，其特征在于，所述计算机获取各个被监测部位的历史信息数据集包括：通过查阅各个被监测部位的历史数据信息表，获取各个被监测部位的历史数据信息集{A
i
}；随后，通过对各个被监测部位进行工程力学分析和风险假设性实验，获取各个被监测部位的理论信息数据集{B
i
}；所述风险假设性实验的方法为：假设被监测部位处于某个状态，通过工程力学分析得到该状态下被监测部位是不存在风险的，则证明被监测部位处于该状态下对应的数据信息B
i
是不存在风险的；同时，若假设被监测部位处于某个状态，通过工程力学分析得到该状态下被监测部位是存在风险的，则证明被监测部位处于该状态下对应的数据信息B
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，骆云建，荣劲松，夏应平，陈泽公，叶江，李波，董福龙，陈中略，李悦民，张鸿文，薄其文，安后陶，吕正忠，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司中交成都市政建设有限公司，
类型：发明
国别省市：