【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基坑降水，特别涉及基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法。
技术介绍
1、超级压吸联合抽水系统是通过结合使用真空泵和空气压缩机来提高抽水效率，通过真空泵产生的负压降低管井内的水压，促使水体上升，同时，空气压缩机向井中注入空气，增加井内的空气压力，有助于水体的上升和排出，尤其适用于在深基坑降水、矿井排水等场合中，能够有效解决传统抽水方法在深井或复杂地质条件下效率低下和成本高昂的问题。
2、对于大尺寸基坑的降水作业，在基坑开挖区域内往往设置有多个疏干井，在实际作业过程中，受限于施工成本和疏干需求，往往是一定数量的降水井共用真空泵和空气压缩机设备，以形成一组超级压吸联合抽水系统，通过阀门控制井内送气管内的气压和抽水管内的真空度，达到抽水量的调节。
3、一般的，系统运行过程中，抽水管内部的真空度为固定值，排水速度主要通过控制井内送气管内部的气压，即注气压力值来实现动态调节，注气压力的确定需要在工程作业中，根据土层性质、地下水位和注气嘴位置结合现场试验确定，在计算过程中，通常默认同一基坑内的土层性质为均质状态，故同一组超级压吸联合抽水系统中各送气管内的压力值基本保持在同一水平范围内，但在一些特殊地质环境中，土层的分布状态较为复杂，不同区域的降水井内土层性质差异较大，采用等注气压力会导致松软土层区域的降水井内的注气压力击穿上覆土层，压力气体无法蓄在土层内部，使得抽水量与预想状态出现偏差，影响降水效果。为此，我们提出基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法。
技术实现
1、本专利技术的主要目的在于提供基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为，
3、基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，包括：
4、按设计要求布置抽水系统，进行生产性抽水试验，获取实验过程中的动态参数，其中，所述动态参数包括各疏干井内部的注气压力值、抽水管中的真空度值及单位时间内的抽水量数据；
5、以获取的实验数据中注气压力值为输入，抽水量数据为输出构建神经网络模型，根据模型输出当抽水管中的真空度值为固定值时，疏干井内部注气压力值与单位时间内的抽水量间的映射关系，记为：式中，pvi表示为第i个疏干井内部的注气压力值，i＝1,2,...n，vd表示为抽水管中的真空度值，qvd表示为当抽水管中的真空度值为vd时的单位时间内的抽水量值；
6、通过设置水位传感器，实时采集抽水作业过程中各疏干井内部的水位数据；
7、根据获取的疏干井内部注气压力值与单位时间内的抽水量间的映射关系及水位数据，构建抽水作业过程动态控制模型，所述控制模型的表达式为：
8、
9、式中，qz表示为抽水作业总量，t表示为当抽水管中的真空度值为vd时的作业周期时长，piw表示为第i个疏干井内部的注气压力安全值，α为常数系数，ρiw表示为第i个疏干井内部水的密度；g为重力加速度；hi表示为第i个疏干井内部的地下水埋深，pva表示为同一抽水系统中任意两疏干井间注气压力差异安全值；
10、根据所述控制模型对抽水作业过程中的动态参数进行控制，控制流程的具体包括以下步骤：
11、s1：获取k时段内抽水系统的抽水作业总量qz；
12、s2：确定抽水系统初始作业时抽水管中的真空度值vd1；
13、s3：根据公式求出当抽水管中的真空度值为vd1时，抽水系统在k时段内的抽水量qvd1；
14、s4：根据疏干井内部注气压力值与单位时间内的抽水量间的映射关系，求出当抽水量qvd＝qvd1时各疏干井内部注气压力值pvi1；
15、s5：根据第一判断原则，对疏干井内部注气压力值pvi1进行判断，若pvi1满足第一判断原则，则动态参数保持当前状态；
16、s6：若pvi1不满足第一判断原则，则将抽水管中的真空度值由vd1调节至vd2，且vd1＞vd2；重复步骤s3至疏干井内部注气压力值满足第一判断原则，其中，第一判断原则具体为：
17、若对于任意i＝1,2,...n，均有pvi1≤αpiw，α∈(1.5,3)，则判定pvi1满足第一判断原则；
18、若存在i＝1,2,...n，使pvi1＞αpiw，则判定pvi1不满足第一判断原则；
19、s7：计算获取同一抽水系统中任意两疏干井间注气压力差异安全值pva；
20、s8：根据第二判断原则，对当抽水量qvd＝qvd1时，同一抽水系统中任意两疏干井间注气压力值pvi1、pvj1进行判断，若满足第二判断原则，则注气压力值pvi1、pvj1保持当前状态；
21、s9：若不满足第二判断原则，则将两疏干井间中值pvi1、pvj1较小的注气压力增加一个步长λ后，重复步骤s7，其中，第二判断原则具体为：
22、若对于任意i＝1,2,...n，j＝1,2,...n，且i≠j，均有则判定注气压力值pvi1、pvj1满足第二判断原则；
23、若存在i＝1,2,...n，j＝1,2,...n，且i≠j，有则判定注气压力值pvi1、pvj1不满足第二判断原则。
24、进一步的，所述神经网络模型为bp神经网络模型，其中，所述bp神经网络模型为输入层-隐含层-输出层的三层结构，且隐含层节点个数满足以下公式：
25、
26、其中，m为输入层的节点个数，n为输出层的节点个数，本模型中n＝1，a为1-9的整数。
27、进一步的，所述bp神经网络模型的输入层的节点个数m与抽水系统中布置的疏干井个数相同。
28、进一步的，同一抽水系统中任意两疏干井间注气压力差异安全值pva根据经验公式进行确定，经验公式为：
29、
30、式中，为同一作业时段内抽水系统中疏干井注气压力值的均值。
31、进一步的，步长λ根据经验公式进行确定，经验公式为：
32、
33、式中，m为不满足第二判断原则的疏干井组数，δpv为不满足第二判断原则的疏干井间注气压力值的差值。
34、本专利技术具有如下有益效果，
35、本专利技术技术方案通过按设计要求布置抽水系统，进行生产性抽水试验，获取实验过程中的动态参数，其中，所述动态参数包括各疏干井内部的注气压力值、抽水管中的真空度值及单位时间内的抽水量数据，以获取的实验数据中注气压力值为输入，抽水量数据为输出构建神经网络模型，根据模型输出当抽水管中的真空度值为固定值时，疏干井内部注气压力值与单位时间内的抽水量间的映射关系，通过设置水位传感器，实时采集抽水作业过程中各疏干井内部的水位数据，根据获取的疏干井内部注气压力值与单位时间内的抽水量间的映射关系及水位数据，构建抽水作业过程动态控制模型，对抽水作业过程中的动态参数进行控制，本方案的动态调整方法适用于土层的分布状态复杂、土层性质差异较大的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，动态参数控制流程的具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，动态参数控制流程的具体还包括：
4.根据权利要求2所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，第一判断原则具体为：
5.根据权利要求3所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，第二判断原则具体为：
6.根据权利要求1所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，所述神经网络模型为BP神经网络模型，其中，所述BP神经网络模型为输入层-隐含层-输出层的三层结构，且隐含层节点个数满足以下公式：
7.根据权利要求6所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，所述BP神经网络模型的输入层的节点个数m与抽水系统中布置的疏干井个数相同。
8.根据权利要求1所述的基于
9.根据权利要求3所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，步长λ根据经验公式进行确定，经验公式为：
...【技术特征摘要】
1.基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，动态参数控制流程的具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，动态参数控制流程的具体还包括：
4.根据权利要求2所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，第一判断原则具体为：
5.根据权利要求3所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整方法，其特征在于，第二判断原则具体为：
6.根据权利要求1所述的基于物联网的超级压吸联合抽水系统动态调整...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯恒北，
申请(专利权)人：上海长凯岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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