【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及施工管理，具体的，涉及一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统。
技术介绍
1、对于使用盾构机的地下施工过程中，部分情况下需要对土壤进行加固处理，一般来说，加固方案可以选择注浆加固方案或者冷冻法加固方案，两种方案需要基于施工地点的实际地质状态进行比选分析，通常来说注浆加固方案需要大断面暗挖，在存在富水沙层或者需要保护的地块时不适用，由此而使用冷冻加固方案时，由于冷冻加固方案在冷冻过程中会对附近的地理性质造成一定伤害，在使用冷冻法的过程中需要对该方法进行监测和管理。
2、目前，冷冻法加固方案的监测方式为在冻结帷幕封闭区域内各清障通道内部均布置多个卸压孔，然后监测获取卸压孔内的压力，从而监测冻结帷幕内的压力变化情况，以判断冻结帷幕的形成，并且泄压孔可以辅助释放冻胀压力。这种监测管理方式，通过当日的压力数据进行判断，能够一定程度上满足常规施工需求。但是对于存在地下建筑的区域，如地铁站，常规的监测管理很难达到对冻结帷幕的精准控制，尤其是垂直方向上的冻结，一旦冻结帷幕过度发展导致地下建筑接近或者进入冻结范围而造成损伤，则需要额外的施工，造成不必要的成本增加。
3、鉴于此，本专利技术提出一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，对接近临界条件的地下建筑结构件进行考量，通过数据预测的方式增加冷冻解冻过程中监测和管理的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，解决以下技术问题：
2、如何对具有地下建筑且
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，包括：
5、监测模块、分析预测模块和管控模块，其特征在于：
6、所述监测模块包括第一监测单元和第二监测单元，所述第一监测单元设置在冻结区域内，冻结区域内设置有若干冻结孔、测温孔、温控孔和泄压孔，所述第一监测单元用于获取冻结孔内的冻结温度，测温孔的第一温度，温控孔的第二温度和泄压孔的冻结压力和冻结区域的环境温度，所述第二监测单元设置在冻结区域外的地下建筑内，用于获取地下建筑中受到低温影响的若干结构件的第三温度和应力数据；
7、所述分析预测模块对第一监测单元获取的多项参数进行标准化处理并根据标准化后的参数获取状态系数，所述分析预测模块基于第二监测单元获取的多项数据构建预测模型，并将其用于冻结温度的适用性判别；
8、所述管控模块用于控制冻结温度并设置控制时段，启动后的第一个控制时段的冻结温度为预设值，并在冻结过程、维持过程和解冻过程中基于冻结温度的适用性判别调整冻结温度。
9、通过上述技术方案：提供了通过监测数据，预测管理冻结施工的垂直冻结解冻过程，具体的，通过将冻结数据与受影响的结构件数据相匹配结合的方式，对没有超出临界状态的结构件的状态进行预测，并反之指导冻结施工的垂直冻结解冻过程，从而使得在富含水和泥沙的特殊地理条件下的冻结施工对地下建筑的保护性更好。
10、作为本专利技术的进一步技术方案：冻结区域设置有若干冻结孔、测温孔、温控孔和泄压孔的方式包括：
11、所述冻结孔包括与地面垂直冻结孔和辅助进行冻结的井内水平冻结孔，所述泄压孔设置在井内且沿着垂直冻结孔的延伸方向水平设置有若干个；
12、所述测温孔布置原则是布置在冻结薄弱环节，用于测量冻结帷幕范围不同部位的温度。
13、作为本专利技术的进一步技术方案：获取状态系数的过程包括：
14、分别将实际的冻结温度、若干测温孔的第一温度、环境温度和与受影响结构件距离最近的泄压孔的冻结压力进行标准化；
15、将若干测温孔标准化后的第一温度进行一次加权求和获取测温系数；
16、将数值标准化后的实际的冻结温度、环境温度、冻结压力和所述测温系数进行二次加权求和，获取状态系数。
17、作为本专利技术的进一步技术方案：构建预测模型的过程包括：
18、在控制时段内划分多个监测时段，获取监测时段内第三温度和应力数据的数值；
19、基于第三温度和应力数据的数值，构建函数：
20、
21、其中，
22、
23、
24、为构建的函数且为到的集合，n为自变量的数量，是监测时段时段起点和时段终点第三温度的差值，是预设的标准时间值，是当前监测时间段获取的该构建的应力在监测时间段上的第一累计量与上个监测时间段获取的该构建的应力在对应监测时间段上的第二累计量的差值，是预设的标准累计值。
25、通过上述技术方案：提供了预测模型的构建过程，预测模型基于构建的函数获取预测值，并基于预测值进行适用性判别，具体的，预测模型构建的函数一方面符合经验统计的数据分布，并且具有大量局部极大值，在用作对比方面能够提升预测准确率。
26、作为本专利技术的进一步技术方案：将预测模型用于冻结温度的适用性判别的过程包括：
27、在若干监测时段对应的状态系数函数图像中，获取状态系数在监测时段内的积分值；
28、将若干积分值与预设的基准值进行比对，选取出积分值大于基准值的监测时段；
29、从选取的积分值大于基准值的监测时段中，选择时段终点的第三温度与临界温度的差值最小的监测时段作为目标时段；
30、将目标时段的相应数据代入预测模型获取预测值，并基于预测值进行适用性判别。
31、作为本专利技术的进一步技术方案：基于预测值进行适用性判别的过程包括：
32、将预测值与预设的判别区间进行比对；
33、若预测值位于判别区间的左侧，则判断当前的冻结温度过低，需要调整；
34、若预测值落入判别区间内，则需要进行二次判断；
35、若预测值位于判别区间的右侧，则判断当前的冻结温度符合要求，不需要调整。
36、通过上述技术方案：提供了适用性判别的过程，通过适用性判别，能够基于预测模型的结果对冻结温度的调整进行合理控制，提升控制效率的同时，降低地下建筑的构建受到过度影响二冻胀开裂的问题。
37、作为本专利技术的进一步技术方案：进行二次判断的过程包括：
38、以目标时段为基准，沿着时间轴向前选取若干参照时段；
39、将参照时段的相应数据代入预测模型获取多个预测值；
40、基于多个预测值和参照时段的编号构建多个参照点，并对多个参照点进行线性回归分析，获取回归线斜率。
41、作为本专利技术的进一步技术方案：进行二次判断的过程还包括：
42、将获取的回归线斜率与预设斜率进行比较，若获取回归线斜率不小于预设斜率，则判断当前的冻结温度符合要求，不需要调整；
43、若获取回归线斜率小于预设斜率，则判断当前的冻结温度接近临界条件，需要减小控制时段长度。
44、通过上述技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，包括监测模块、分析预测模块和管控模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，冻结区域设置有若干冻结孔、测温孔、温控孔和泄压孔的方式包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，获取状态系数的过程包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，构建预测模型的过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，将预测模型用于冻结温度的适用性判别的过程包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，基于预测值进行适用性判别的过程包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，进行二次判断的过程包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，进行二次判断的过程还包括：
9.根据权利要求
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，包括监测模块、分析预测模块和管控模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，冻结区域设置有若干冻结孔、测温孔、温控孔和泄压孔的方式包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，获取状态系数的过程包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，构建预测模型的过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于数据预测的垂直冻结解冻管理系统，其特征在于，将预测模型用...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，詹涛，吴招锋，陈登开，尹水金，姚元，李亮，李垂忝，谢丽辉，万友生，单生彪，罗志伟，张晗秋，何瑜钦，万志轩，曾晨，熊昌根，
申请(专利权)人：南昌轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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