【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及挡渣墙，具体涉及一种挡渣墙稳定性分析系统及方法。
技术介绍
1、挡渣墙是指在铁路、高铁、桥梁等建设中，用于防止渣土、砂石等掉落的防护设施。挡渣墙一般由混凝土、钢板、筋板等材料制成，其外形尺寸和制作模式基本固定。
2、然而，目前的挡渣墙在完成浇筑安装后，在后续的使用过程中，大都没有工作人员对其进行长期的监护，从而导致挡渣墙的使用随时间推移出现老化，进而在后续的使用过程中，存在一定的坍塌风险，进而对挡渣墙周期的设施、行人、行车产生一定程度的安全威胁。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种挡渣墙稳定性分析系统及方法，解决了上述
技术介绍
中提出的技术问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、第一方面，一种挡渣墙稳定性分析系统及方法，包括：
4、挡渣墙的建造参数通过采集层上传，采集层同步采集挡渣墙实时状态参数，基于挡渣墙建造参数及实时状态参数生成挡渣墙分析数据，分析层实时接收采集层中生成的挡渣墙分析数据，基于挡渣墙分析数据分析挡渣墙稳定性及安全态势，判定层进一步接收分析层中分析到的挡渣墙稳定性及安全态势，基于挡渣墙稳定性及安全态势判定挡渣墙当前状态是否安全；
5、所述分析层包括接收模块、分析模块及校准模块，接收模块用于接收采集层中生成的挡渣墙分析数据，分析模块用于获取接收模块接收的挡渣墙分析数据，基于挡渣墙分析数据分析挡渣墙稳定性及安全态势，校准模块用于接收分析
6、所述挡渣墙稳定性基于挡渣墙的安全态势进行求取，所述挡渣墙的稳定性求取逻辑表示为：
7、
8、式中：η为基于挡渣墙轮廓上最长的一组线段与挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段的挡渣墙稳定性表现值；m为挡渣墙轮廓上最长的一组线段相对挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段的偏移点数量；m为偏移点的集合；fj为第j个偏移点相对挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段的距离；sim(a,b)为挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段与挡渣墙轮廓上最长的一组线段的相似性；θ为挡渣墙轮廓上最长的一组线段的挡渣墙安全态势表现值；
9、其中，挡渣墙稳定性表现值η越小，则表示挡渣墙稳定性越佳，反之，则表示挡渣墙稳定性越差，挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段与挡渣墙轮廓上最长的一组线段，基于挡渣墙建造参数及挡渣墙实时状态参数进行获取，为挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段的起点a与终点b的直线距离；为挡渣墙轮廓上最长的一组线段的起点a与终点b的直线距离；v为挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段中包含的点的数量；u为挡渣墙轮廓上最长的一组线段中包含的点的数量；dpq为挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段中点p与挡渣墙轮廓上最长的一组线段中点q间的欧几里得距离。
10、更进一步地，所述采集层包括捕捉模块、识别模块及生成模块，捕捉模块用于捕捉挡渣墙的实时状态参数，识别模块用于接收捕捉模块捕捉到的挡渣墙实时状态参数，基于挡渣墙实时状态参数识别挡渣墙轮廓，生成模块用于生成挡渣墙分析数据；
11、其中，挡渣墙的建造参数由系统端用户于捕捉模块中上传，捕捉模块由无人机携带摄像头所集成，挡渣墙的建造参数包括：挡渣墙规格参数、挡渣墙分布位置信息，捕捉模块运行阶段，无人机基于挡渣墙分布位置信息携带摄像头飞行，由摄像头基于俯视采集对挡渣墙进行图像采集，摄像头采集的挡渣墙图像即挡渣墙实时状态参数，捕捉模块由系统端控制，于系统中连续运行。
12、更进一步地，识别模块接收到的挡渣墙实时状态参数即挡渣墙图像，识别模块运行阶段，对挡渣墙图像中所有轮廓进行识别，进一步删除所有识别到的轮廓的内部线段，再对各轮廓进行轮廓质心求取，基于轮廓质心对应坐标到各轮廓边界的直线极限距离，确认挡渣墙轮廓，所述轮廓的质心通过下式进行求取，公式为：
13、
14、式中：w(x0,y0)为轮廓的质心；n为轮廓上的采样点个数；(xi，yi)为第i组采样点的坐标；
15、其中，基于上式求取挡渣墙图像中各轮廓的质心，基于轮廓质心获取各质心到各来源轮廓边界的直线极限距离，以直线极限距离最大的一组质心来源轮廓，被确认为挡渣墙轮廓。
16、更进一步地，所述挡渣墙的建造参数中挡渣墙规格参数在通过捕捉模块上传后，生成模块同步基于挡渣墙规格参数构建挡渣墙三维模型，进一步获取挡渣墙三维模型的顶面图像，所述生成模块中生成的挡渣墙分析数据即：挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段、挡渣墙轮廓上最长的一组线段。
17、更进一步地，所述挡渣墙的安全态势通过下式进行求取，公式为：
18、
19、式中：w为捕捉模块连续运行捕捉的挡渣墙实时状态参数的集合；dr为基于第r组挡渣墙实时状态参数，生成的挡渣墙轮廓上最长的一组线段的起点与终点的直线距离；dr+1为基于第r+1组挡渣墙实时状态参数，生成的挡渣墙轮廓上最长的一组线段的起点与终点的直线距离；kr为基于第r组挡渣墙实时状态参数，生成的挡渣墙轮廓上最长的一组线段上偏移点所呈角度的求和结果；kr+1为基于第r+1组挡渣墙实时状态参数，生成的挡渣墙轮廓上最长的一组线段上偏移点所呈角度的求和结果；
20、其中，r、r+1表连续捕捉的挡渣墙实时状态参数，挡渣墙轮廓上最长的一组线段的挡渣墙安全态势表现值θ越大，则表示挡渣墙稳定性正逐步趋于变劣，反之，则表示，挡渣墙稳定性正逐步趋于稳定。
21、更进一步地，所述校准模块中对于挡渣墙稳定性分析结果的校准逻辑表示为：
22、
23、式中：为挡渣墙稳定性分析结果的校准结果；η′为基于挡渣墙轮廓上第二长的一组线段与挡渣墙三维模型的顶面图像中第二长的一组线段的挡渣墙稳定性表现值；m′为挡渣墙轮廓上第二长的一组线段相对挡渣墙三维模型的顶面图像中第二长的一组线段的偏移点数量；m为偏移点的集合；fj为第j个偏移点相对挡渣墙三维模型的顶面图像中第二长的一组线段的距离；im(a,b)′为挡渣墙三维模型的顶面图像中第二长的一组线段与挡渣墙轮廓上第二长的一组线段的相似性；θ′为挡渣墙轮廓上第二长的一组线段的挡渣墙安全态势表现值。
24、更进一步地，所述判定层包括设定模块、评估模块及反馈模块，设定模块用于挡渣墙稳定性判定阈值，接收分析层中校准模块运行得到的挡渣墙稳定性分析结果的校准结果，应用校准结果与挡渣墙稳定性判定阈值比对，校准结果处于挡渣墙稳定性判定阈值内，则判定挡渣墙当前状态稳定，反之，则判定挡渣墙当前状态不稳定，评估模块用于连续获取θ及θ′，基于连续获取的θ及θ′进一步评估挡渣墙当前状态是否稳定，反馈模块用于接收设定模块中判定结果及评估模块中评估结果，并将两组结果向系统端用户反馈；
25、其中，反馈模块中执行反馈操作的判定结果及评估结果的反馈目标为捕捉模块，系统端本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述采集层包括捕捉模块、识别模块及生成模块，捕捉模块用于捕捉挡渣墙的实时状态参数，识别模块用于接收捕捉模块捕捉到的挡渣墙实时状态参数，基于挡渣墙实时状态参数识别挡渣墙轮廓，生成模块用于生成挡渣墙分析数据；
3.根据权利要求2所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，识别模块接收到的挡渣墙实时状态参数即挡渣墙图像，识别模块运行阶段，对挡渣墙图像中所有轮廓进行识别，进一步删除所有识别到的轮廓的内部线段，再对各轮廓进行轮廓质心求取，基于轮廓质心对应坐标到各轮廓边界的直线极限距离，确认挡渣墙轮廓，所述轮廓的质心通过下式进行求取，公式为：
4.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述挡渣墙的建造参数中挡渣墙规格参数在通过捕捉模块上传后，生成模块同步基于挡渣墙规格参数构建挡渣墙三维模型，进一步获取挡渣墙三维模型的顶面图像，所述生成模块中生成的挡渣墙分析数据即：挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段、挡渣墙轮廓上最长的一组
5.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述挡渣墙的安全态势通过下式进行求取，公式为：
6.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述校准模块中对于挡渣墙稳定性分析结果的校准逻辑表示为：
7.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述判定层包括设定模块、评估模块及反馈模块，设定模块用于挡渣墙稳定性判定阈值，接收分析层中校准模块运行得到的挡渣墙稳定性分析结果的校准结果，应用校准结果与挡渣墙稳定性判定阈值比对，校准结果处于挡渣墙稳定性判定阈值内，则判定挡渣墙当前状态稳定，反之，则判定挡渣墙当前状态不稳定，评估模块用于连续获取θ及θ′，基于连续获取的θ及θ′进一步评估挡渣墙当前状态是否稳定，反馈模块用于接收设定模块中判定结果及评估模块中评估结果，并将两组结果向系统端用户反馈；
8.根据权利要求7所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述设定模块中判定结果为挡渣墙当前状态稳定时，触发评估模块运行，评估模块运行连续获取的θ及θ′记作：(θ1、θ2、θ3、θ4、...)及(θ′1、θ′2、θ′3、θ′4、...)，(θ1、θ2、θ3、θ4、...)中任意连续三组数值呈递增状态，则评估挡渣墙当前状态不稳定，(θ′1、θ′2、θ′3、θ′4、...)中任意连续三组数值呈递增状态，则评估挡渣墙当前状态不稳定，反之，则评估挡渣墙当前状态稳定。
9.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述采集层、分析层及判定层通过无线网络交互连接，所述接收模块通过介质电性连接有分析模块及校准模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有生成模块，所述生成模块通过介质电性连接有识别模块及捕捉模块，所述校准模块通过无线网络交互连接有设定模块，所述设定模块通过介质电性连接有评估模块及反馈模块。
10.一种挡渣墙稳定性分析方法，所述方法是对如权要求1-9中任意一项所述一种挡渣墙稳定性分析系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述采集层包括捕捉模块、识别模块及生成模块，捕捉模块用于捕捉挡渣墙的实时状态参数，识别模块用于接收捕捉模块捕捉到的挡渣墙实时状态参数，基于挡渣墙实时状态参数识别挡渣墙轮廓，生成模块用于生成挡渣墙分析数据；
3.根据权利要求2所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，识别模块接收到的挡渣墙实时状态参数即挡渣墙图像，识别模块运行阶段，对挡渣墙图像中所有轮廓进行识别，进一步删除所有识别到的轮廓的内部线段，再对各轮廓进行轮廓质心求取，基于轮廓质心对应坐标到各轮廓边界的直线极限距离，确认挡渣墙轮廓，所述轮廓的质心通过下式进行求取，公式为：
4.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述挡渣墙的建造参数中挡渣墙规格参数在通过捕捉模块上传后，生成模块同步基于挡渣墙规格参数构建挡渣墙三维模型，进一步获取挡渣墙三维模型的顶面图像，所述生成模块中生成的挡渣墙分析数据即：挡渣墙三维模型的顶面图像中最长的一组线段、挡渣墙轮廓上最长的一组线段。
5.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述挡渣墙的安全态势通过下式进行求取，公式为：
6.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述校准模块中对于挡渣墙稳定性分析结果的校准逻辑表示为：
7.根据权利要求1所述的一种挡渣墙稳定性分析系统，其特征在于，所述判定层包括设定模块、评估模块及反馈模块，设定模块用...
【专利技术属性】
技术研发人员：金从进，杨政宏，姜爱君，黄锋，王冉，赵志强，
申请(专利权)人：江苏嘉耐高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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