本申請(qǐng)涉及數(shù)據(jù)處理，具體為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷擴(kuò)展，巖土工程在現(xiàn)代建筑、交通、水利等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在巖土工程施工過(guò)程中，施工區(qū)域地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性給施工帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)，尤其是地基沉降、邊坡穩(wěn)定性和地下水位變化等問(wèn)題，直接關(guān)系到工程的安全性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。因此，巖土施工安全監(jiān)測(cè)成為確保工程質(zhì)量、保障人員安全和減少經(jīng)濟(jì)損失的重要手段?，F(xiàn)有技術(shù)中，可以通過(guò)安裝各種類(lèi)型的傳感器（比如傾斜儀、應(yīng)變計(jì)、水位計(jì)等）來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地基沉降的關(guān)鍵參數(shù)，然而，實(shí)時(shí)獲取的沉降數(shù)據(jù)存在一定的滯后性，當(dāng)施工區(qū)域存在固結(jié)沉降、蠕變現(xiàn)象等狀況時(shí)，無(wú)法及時(shí)做出有效應(yīng)對(duì)措施，從而導(dǎo)致安全監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性和可靠性較低，影響巖土工程施工安全。

2、因此，如何克服上述存在的技術(shù)問(wèn)題和缺陷成為重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題，提高巖土工程施工監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性和可靠性，保障巖土工程施工安全。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法，該方法包括：

4、采集施工區(qū)域多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第一施工周期獲取的傳感器數(shù)據(jù)，得到第一數(shù)據(jù)；所述第一施工周期為當(dāng)前施工周期；所述第一數(shù)據(jù)包括與沉降影響因素關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)，所述沉降影響因素包括基于地質(zhì)維度確定的第一影響因素；

5、基于所述第一數(shù)據(jù)和第一模型，確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征；所述第一模型包括第二模型，所述第二模型是基于反向傳播（back?propagation，bp）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的；

6、基于所述傳感數(shù)據(jù)特征，預(yù)測(cè)施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降情況，得到第一沉降信息。

7、上述方案中，所述第一模型還包括第三模型，所述第三模型是基于遺傳算法（genetic?algorithm，ga）優(yōu)化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（convolutional?neural?network，cnn）得到的；所述基于所述傳感數(shù)據(jù)特征，預(yù)測(cè)施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降情況，得到第一沉降信息，包括：

8、連續(xù)獲取施工區(qū)域地基的遙感圖像，得到第二數(shù)據(jù)；

9、利用所述第二數(shù)據(jù)和所述第一模型中的第三模型，確定所述施工區(qū)域所述第一施工周期的地形變化情況，得到圖像特征；

10、對(duì)所述傳感數(shù)據(jù)特征和所述圖像特征進(jìn)行特征融合，得到施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降預(yù)測(cè)情況，生成第一沉降信息。

11、上述方案中，所述沉降影響因素還包括基于施工環(huán)境維度確定的第二影響因素。

12、上述方案中，所述第一影響因素包括地下水位高度、土體黏結(jié)力和土體內(nèi)摩擦角；所述第二影響因素包括施工時(shí)間、施工面積和施工深度。

13、上述方案中，所述基于所述第一數(shù)據(jù)和第一模型，確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征，包括：

14、對(duì)第一傳感數(shù)據(jù)和第二傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行量化賦值，得到量化結(jié)果；所述第一傳感數(shù)據(jù)包括所述第一數(shù)據(jù)中與第一影響因素相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)，所述第二傳感數(shù)據(jù)包括所述第一數(shù)據(jù)中與第二影響因素相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)；

15、基于所述量化結(jié)果，生成多維特征向量；

16、將所述多維特征向量作為第一模型中第二模型的輸入，利用所述第二模型確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征。

17、上述方案中，所述方法還包括：

18、基于針對(duì)cnn預(yù)先配置的初始配置信息，生成初始種群；所述初始配置信息包括多個(gè)cnn配置策略；

19、基于ga對(duì)所述初始種群進(jìn)行迭代優(yōu)化處理，得到目標(biāo)種群；

20、基于所述目標(biāo)種群，確定cnn的目標(biāo)配置信息；

21、基于所述目標(biāo)配置信息，構(gòu)建第三模型。

22、上述方案中，所述基于ga對(duì)所述初始種群進(jìn)行迭代優(yōu)化處理，得到目標(biāo)種群，包括：

23、基于適應(yīng)度比例選擇算法，從所述初始種群的多個(gè)第一個(gè)體中選擇至少兩個(gè)第二個(gè)體；

24、基于交配池對(duì)所述至少兩個(gè)第二個(gè)體進(jìn)行交叉配對(duì)，得到配對(duì)結(jié)果；所述交配池大小與所述初始種群大小不同；

25、基于所述配對(duì)結(jié)果，生成目標(biāo)種群。

26、上述方案中，所述基于交配池對(duì)所述至少兩個(gè)第二個(gè)體進(jìn)行交叉配對(duì)時(shí)，隨機(jī)選擇雙親通過(guò)交叉產(chǎn)生一個(gè)子代，并將雙親放回所述交配池。

27、上述方案中，所述方法還包括：

28、基于所述多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的第三數(shù)據(jù)，確定施工區(qū)域在所述第一施工周期的第二沉降信息；所述第三數(shù)據(jù)為實(shí)際測(cè)量的地基沉降數(shù)據(jù)；

29、基于所述第一沉降信息和所述第二沉降信息，確定預(yù)測(cè)沉降信息和實(shí)際沉降信息之間的差異；

30、基于所述預(yù)測(cè)沉降信息和實(shí)際沉降信息之間的差異，優(yōu)化所述第一模型的模型參數(shù)。

31、本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置包括：

32、數(shù)據(jù)獲取單元，用于采集施工區(qū)域多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第一施工周期獲取的傳感器數(shù)據(jù)，得到第一數(shù)據(jù)；所述第一施工周期為當(dāng)前施工周期；所述第一數(shù)據(jù)包括與沉降影響因素關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)，所述沉降影響因素包括基于地質(zhì)維度確定的第一影響因素；

33、計(jì)算單元，用于基于所述第一數(shù)據(jù)和第一模型，確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征；所述第一模型包括第二模型，所述第二模型是基于bp網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的；

34、處理單元，用于基于所述傳感數(shù)據(jù)特征，預(yù)測(cè)施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降情況，得到第一沉降信息。

35、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法及裝置，通過(guò)獲取地基沉降影響因素的傳感數(shù)據(jù)確定地質(zhì)因素的變化情況，從而可以根據(jù)地質(zhì)因素變化情況預(yù)測(cè)地基沉降情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)地基沉降的提前預(yù)警，從而能夠提前制定預(yù)防策略，降低地基沉降對(duì)巖土施工的影響，不僅提高了安全監(jiān)測(cè)結(jié)果的及時(shí)性，并且能夠在基于安全監(jiān)測(cè)結(jié)果制定巖土施工策略的過(guò)程中，提高所制定策略的可靠性和精確性，保障巖土工程施工過(guò)程安全平穩(wěn)進(jìn)行；進(jìn)一步地，由于結(jié)合ga和cnn的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)ga自動(dòng)優(yōu)化cnn的結(jié)構(gòu)和超參數(shù)，從而提高了模型的預(yù)測(cè)精度和泛化能力，進(jìn)而提高安全監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模型還包括第三模型，所述第三模型是基于遺傳算法優(yōu)化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到的；所述基于所述傳感數(shù)據(jù)特征，預(yù)測(cè)施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降情況，得到第一沉降信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述沉降影響因素還包括基于施工環(huán)境維度確定的第二影響因素。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一影響因素包括地下水位高度、土體黏結(jié)力和土體內(nèi)摩擦角；所述第二影響因素包括施工時(shí)間、施工面積和施工深度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一數(shù)據(jù)和第一模型，確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于遺傳算法對(duì)所述初始種群進(jìn)行迭代優(yōu)化處理，得到目標(biāo)種群，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于交配池對(duì)所述至少兩個(gè)第二個(gè)體進(jìn)行交叉配對(duì)時(shí)，隨機(jī)選擇雙親通過(guò)交叉產(chǎn)生一個(gè)子代，并將雙親放回所述交配池。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的巖土工程施工安全監(jiān)測(cè)方法及裝置，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域；方法包括：采集施工區(qū)域多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第一施工周期獲取的傳感器數(shù)據(jù)，得到第一數(shù)據(jù)；所述第一數(shù)據(jù)包括與沉降影響因素關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)，所述沉降影響因素包括基于地質(zhì)維度確定的第一影響因素；基于所述第一數(shù)據(jù)和第一模型，確定所述沉降影響因素在所述第一施工周期的變化情況，得到傳感數(shù)據(jù)特征；所述第一模型包括第二模型，所述第二模型是基于BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的；基于所述傳感數(shù)據(jù)特征，預(yù)測(cè)施工區(qū)域在所述第一施工周期地基沉降情況，得到第一沉降信息。本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，能夠提高巖土工程施工監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性和可靠性，保障巖土工程施工安全。

技術(shù)研發(fā)人員：張瑞,崔秀紅,劉強(qiáng),陳建春,陳樂(lè)意,劉景旺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南昌工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9