本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，尤其涉及一種振弦式多點(diǎn)位移計(jì)數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)：

1、水壩作為重要的水利工程設(shè)施，在防洪、灌溉、發(fā)電等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，隨著時(shí)間的推移和自然環(huán)境的影響，水壩的結(jié)構(gòu)安全逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的水壩監(jiān)測方法往往依賴于人工巡檢和簡單的儀器測量，這些方法存在監(jiān)測點(diǎn)不足、數(shù)據(jù)采集不全面、處理不及時(shí)等問題，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。

2、目前，雖然有一些先進(jìn)的水壩監(jiān)測技術(shù)被提出和應(yīng)用，如gps監(jiān)測、遙感監(jiān)測等，但這些技術(shù)在水壩位移數(shù)據(jù)的采集和處理方面仍存在一些不足。例如，gps監(jiān)測雖然能夠獲取水壩的整體位移情況，但受天氣和地形等因素的影響較大，且監(jiān)測成本較高；遙感監(jiān)測則受限于分辨率和監(jiān)測周期，難以實(shí)現(xiàn)對水壩位移數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、全面采集。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種振弦式多點(diǎn)位移計(jì)數(shù)據(jù)處理方法，用以實(shí)現(xiàn)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為管理人員提供及時(shí)的預(yù)警和決策支持，提高了監(jiān)測效率。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種振弦式多點(diǎn)位移計(jì)數(shù)據(jù)處理方法，應(yīng)用于水壩監(jiān)測系統(tǒng)，所述水壩監(jiān)測系統(tǒng)包括振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列以及監(jiān)測服務(wù)器，所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)與所述監(jiān)測服務(wù)器通信連接；所述方法，包括：

3、通過所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)獲取沿待監(jiān)測水壩的長度延伸方向上設(shè)置的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，并將所述位移數(shù)據(jù)發(fā)送至所述監(jiān)測服務(wù)器，以形成位移數(shù)據(jù)集合；

4、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)原始位置集合以及所述位移數(shù)據(jù)集合生成監(jiān)測位置集合，所述原始位置集合包括所述待監(jiān)測水壩上的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的原始位置；

5、所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級。

6、在上述方案中，通過振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)位移計(jì)，可以沿待監(jiān)測水壩的長度延伸方向全面采集各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，并將采集到的位移數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)測服務(wù)器，監(jiān)測服務(wù)器處理這些數(shù)據(jù)，形成位移數(shù)據(jù)集合，然后，根據(jù)原始位置集合（即水壩上各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的初始位置）和位移數(shù)據(jù)集合，生成監(jiān)測位置集合，并通過預(yù)設(shè)的水壩安全評估模型，從而能夠準(zhǔn)確地根據(jù)原始位置和監(jiān)測位置之間的差異來確定水壩的安全等級，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為管理人員提供及時(shí)的預(yù)警和決策支持，提高了監(jiān)測效率。

7、可選的，所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級，包括：

8、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述位移數(shù)據(jù)集合中存在大于預(yù)設(shè)位移閾值的位移數(shù)據(jù)，則確定所述安全等級為第一安全等級；

9、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述位移數(shù)據(jù)集合中未存在大于所述預(yù)設(shè)位移閾值的位移數(shù)據(jù)，則根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，所述蓄能特征當(dāng)量用于表征所述待監(jiān)測水壩垂直于高度方向上的截面上的水力能量積蓄程度，所述水力能量積蓄程度包括水力勢能積蓄程度以及水力動能沖擊程度；

10、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述蓄能特征當(dāng)量大于預(yù)設(shè)蓄能特征當(dāng)量，則確定所述安全等級為第二安全等級，所述第二安全等級高于所述第一安全等級；

11、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述蓄能特征當(dāng)量小于或等于所述預(yù)設(shè)蓄能特征當(dāng)量，則確定所述安全等級為第三安全等級，所述第三安全等級高于所述第二安全等級。

12、在上述方案中，當(dāng)監(jiān)測服務(wù)器檢測到位移數(shù)據(jù)集合中存在大于預(yù)設(shè)位移閾值的位移數(shù)據(jù)時(shí)，能夠立即將安全等級確定為第一安全等級（通常表示存在較高風(fēng)險(xiǎn)或緊急情況）。這種快速響應(yīng)機(jī)制有助于管理人員迅速采取應(yīng)對措施，防止事態(tài)進(jìn)一步惡化。若位移數(shù)據(jù)未超過預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)一步根據(jù)原始位置集合和監(jiān)測位置集合計(jì)算蓄能特征當(dāng)量。這一步驟引入了進(jìn)一步的評估指標(biāo)，即水力能量積蓄程度（包括水力勢能和水力動能沖擊程度），從而能夠更準(zhǔn)確地反映水壩的實(shí)際安全狀況。通過比較蓄能特征當(dāng)量與預(yù)設(shè)蓄能特征當(dāng)量，將安全等級劃分為三個(gè)層次（第一、第二、第三安全等級，且等級越高表示越安全）。這種多層次劃分有助于管理人員根據(jù)具體情況制定針對性的安全管理措施，提高管理效率。上述技術(shù)方案綜合考慮了位移數(shù)據(jù)和蓄能特征當(dāng)量兩個(gè)方面的信息，從而能夠更全面地評估水壩的安全狀況，有助于提高評估的準(zhǔn)確性，減少誤判和漏判的可能性。

13、可選的，所述根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，包括：

14、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定所述蓄能特征當(dāng)量。

15、在上述方案中，通過將原始位置集合和監(jiān)測位置集合中的坐標(biāo)信息映射到預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中，可以更加精確地計(jì)算位移變化，進(jìn)而得出蓄能特征當(dāng)量，有效地避免了直接比較位移數(shù)據(jù)的誤差，提高了評估的準(zhǔn)確性。并且，通過計(jì)算蓄能特征當(dāng)量，將水壩安全狀態(tài)轉(zhuǎn)化為具體的量化指標(biāo)，不僅使得管理人員能夠更直觀地了解水壩的安全狀況，還為制定針對性的安全管理措施提供了依據(jù)。此外，預(yù)設(shè)坐標(biāo)系的引入，使得評估方法能夠適應(yīng)不同形狀、不同尺寸的水壩，以及不同監(jiān)測點(diǎn)的布局。

16、可選的，在所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定所述蓄能特征當(dāng)量之前，還包括：

17、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述監(jiān)測位置集合確定監(jiān)測位置波動特征參數(shù)；

18、所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述監(jiān)測位置波動特征參數(shù)大于預(yù)設(shè)監(jiān)測位置波動特征閾值。

19、在上述方案中，通過計(jì)算監(jiān)測位置波動特征參數(shù)，可以更加細(xì)致地分析監(jiān)測點(diǎn)位移的波動情況，從而更準(zhǔn)確地反映水壩的實(shí)際變形狀況，有助于減少評估誤差，提高評估結(jié)果的可靠性。然后，判斷監(jiān)測位置波動特征參數(shù)是否大于預(yù)設(shè)閾值，可以作為一種數(shù)據(jù)篩選機(jī)制，排除那些由于噪聲、誤差或異常事件等異常因素所導(dǎo)致的擬合曲線出現(xiàn)較大偏差，有助于保持評估的準(zhǔn)確性。上述預(yù)處理步驟，通過先對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再計(jì)算蓄能特征當(dāng)量，雖然增加了一些計(jì)算量，但它可以顯著提高不同數(shù)據(jù)狀態(tài)下的評估準(zhǔn)確性，尤其是針對監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量不足的情況。

20、可選的，所述根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，還包括：

21、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述監(jiān)測位置波動特征參數(shù)小于或等于所述預(yù)設(shè)監(jiān)測位置波動特征閾值，則所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中生成原始輪廓曲線，并根據(jù)所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中生成監(jiān)測輪廓曲線；

22、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始輪廓曲線以及所述監(jiān)測輪廓曲線確定所述蓄能特征當(dāng)量。

23、在上述方案中，當(dāng)監(jiān)測位置波動特征參數(shù)在可接受范圍內(nèi)時(shí)，通過生成原始輪廓曲線和監(jiān)測輪廓曲線，可以更加直觀地反映水壩在監(jiān)測期間的變形情況。這種輪廓曲線的引入，使得評估結(jié)果不再僅僅依賴于單一的位移數(shù)據(jù)，而是能夠綜合考慮多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移變化，從而提高評估的精細(xì)度和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步的，通過輪廓曲線的可視化展示，可以使得管理人員能夠更直觀地了解水壩的變形狀況，有助于他們快速識別潛在的安全隱患。這種直觀性的增強(qiáng)有助于提高管理人員對水壩安全狀況的感知能力，進(jìn)而采取更加及時(shí)和有效的安全管理措施。此外，根據(jù)原始輪廓曲線和監(jiān)測輪廓曲線確定蓄能特征當(dāng)量，避免了直接比較原始位置和監(jiān)測位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)可能帶來的誤差。這種計(jì)算方式的優(yōu)化，使得蓄能特征當(dāng)量能夠更加準(zhǔn)確地反映水壩在監(jiān)測期間的變形程度，為水壩的安全評估提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持，尤其是針對不存在異常數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量較多的情況。

24、可選的，所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與所述待監(jiān)測水壩在對應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)位置的法向相重合；對應(yīng)的，所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)原始位置集合以及所述位移數(shù)據(jù)集合生成監(jiān)測位置集合，包括：

25、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合、所述位移數(shù)據(jù)集合以及所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)軸之間的預(yù)設(shè)夾角確定所述監(jiān)測位置集合。

26、在上述方案中，當(dāng)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與待監(jiān)測水壩在對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)位置的法向重合時(shí)，可以確保位移測量更加準(zhǔn)確。在這種情況下，位移測量直接反映了水壩在該監(jiān)測點(diǎn)位置的垂直變形，避免了由于位移檢測方向與法向不重合而引入的測量誤差。通過確保位移檢測方向與法向重合，可以使得監(jiān)測結(jié)果更加可靠，并且，根據(jù)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與預(yù)設(shè)坐標(biāo)系橫坐標(biāo)軸之間的預(yù)設(shè)夾角，以及原始位置集合和位移數(shù)據(jù)集合，監(jiān)測服務(wù)器可以生成監(jiān)測位置集合。振弦式多點(diǎn)位移計(jì)位移檢測方向與法向重合的設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同形狀、不同監(jiān)測點(diǎn)布局的水壩。

27、可選的，所述水壩監(jiān)測系統(tǒng)還包括監(jiān)測終端，所述監(jiān)測終端與所述監(jiān)測服務(wù)器通信連接；對應(yīng)的，在所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級之后，還包括：

28、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述位移數(shù)據(jù)集合生成位移云圖，所述位移云圖包括在所述待監(jiān)測水壩上的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移顏色特征信息，所述位移顏色特征信息與所述位移數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；

29、所述監(jiān)測服務(wù)器向所述監(jiān)測終端發(fā)送監(jiān)測信息，所述監(jiān)測信息包括所述位移云圖以及所述安全等級。

30、在上述方案中，監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)位移數(shù)據(jù)集合生成的位移云圖，通過顏色特征信息直觀地展示了待監(jiān)測水壩上各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移情況。這種可視化的呈現(xiàn)方式，使得管理人員能夠更快速地理解水壩的變形狀況，提高了對水壩安全狀況的認(rèn)知效率。并且，通過監(jiān)測終端，監(jiān)測服務(wù)器可以實(shí)時(shí)或定期地將監(jiān)測信息（包括位移云圖和安全等級）發(fā)送給相關(guān)人員，使得管理人員能夠隨時(shí)隨地掌握水壩的安全狀況，提高了監(jiān)測信息的傳遞效率。

31、第二方面，本技術(shù)提供一種水壩監(jiān)測系統(tǒng)，包括：振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列以及監(jiān)測服務(wù)器，所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)與所述監(jiān)測服務(wù)器通信連接；

32、通過所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)獲取沿待監(jiān)測水壩的長度延伸方向上設(shè)置的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，并將所述位移數(shù)據(jù)發(fā)送至所述監(jiān)測服務(wù)器，以形成位移數(shù)據(jù)集合；

33、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)原始位置集合以及所述位移數(shù)據(jù)集合生成監(jiān)測位置集合，所述原始位置集合包括所述待監(jiān)測水壩上的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的原始位置；

34、所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級。

35、可選的，所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級，包括：

36、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述位移數(shù)據(jù)集合中存在大于預(yù)設(shè)位移閾值的位移數(shù)據(jù)，則確定所述安全等級為第一安全等級；

37、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述位移數(shù)據(jù)集合中未存在大于所述預(yù)設(shè)位移閾值的位移數(shù)據(jù)，則根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，所述蓄能特征當(dāng)量用于表征所述待監(jiān)測水壩垂直于高度方向上的截面上的水力能量積蓄程度，所述水力能量積蓄程度包括水力勢能積蓄程度以及水力動能沖擊程度；

38、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述蓄能特征當(dāng)量大于預(yù)設(shè)蓄能特征當(dāng)量，則確定所述安全等級為第二安全等級，所述第二安全等級高于所述第一安全等級；

39、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述蓄能特征當(dāng)量小于或等于所述預(yù)設(shè)蓄能特征當(dāng)量，則確定所述安全等級為第三安全等級，所述第三安全等級高于所述第二安全等級。

40、可選的，所述根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，包括：

41、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定所述蓄能特征當(dāng)量。

42、可選的，在所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定所述蓄能特征當(dāng)量之前，還包括：

43、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述監(jiān)測位置集合確定監(jiān)測位置波動特征參數(shù)；

44、所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述監(jiān)測位置波動特征參數(shù)大于預(yù)設(shè)監(jiān)測位置波動特征閾值。

45、可選的，所述根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定蓄能特征當(dāng)量，還包括：

46、若所述監(jiān)測服務(wù)器確定所述監(jiān)測位置波動特征參數(shù)小于或等于所述預(yù)設(shè)監(jiān)測位置波動特征閾值，則所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中生成原始輪廓曲線，并根據(jù)所述監(jiān)測位置集合在所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系中生成監(jiān)測輪廓曲線；

47、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始輪廓曲線以及所述監(jiān)測輪廓曲線確定所述蓄能特征當(dāng)量。

48、可選的，所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與所述待監(jiān)測水壩在對應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)位置的法向相重合；對應(yīng)的，所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)原始位置集合以及所述位移數(shù)據(jù)集合生成監(jiān)測位置集合，包括：

49、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述原始位置集合、所述位移數(shù)據(jù)集合以及所述振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中各個(gè)振弦式多點(diǎn)位移計(jì)的位移檢測方向與所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)軸之間的預(yù)設(shè)夾角確定所述監(jiān)測位置集合。

50、可選的，所述水壩監(jiān)測系統(tǒng)還包括監(jiān)測終端，所述監(jiān)測終端與所述監(jiān)測服務(wù)器通信連接；對應(yīng)的，在所述監(jiān)測服務(wù)器利用預(yù)設(shè)水壩安全評估模型，并根據(jù)所述原始位置集合以及所述監(jiān)測位置集合確定所述待監(jiān)測水壩的安全等級之后，還包括：

51、所述監(jiān)測服務(wù)器根據(jù)所述位移數(shù)據(jù)集合生成位移云圖，所述位移云圖包括在所述待監(jiān)測水壩上的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移顏色特征信息，所述位移顏色特征信息與所述位移數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；

52、所述監(jiān)測服務(wù)器向所述監(jiān)測終端發(fā)送監(jiān)測信息，所述監(jiān)測信息包括所述位移云圖以及所述安全等級。

53、第三方面，本技術(shù)提供一種電子設(shè)備，包括：

54、處理器；以及，

55、存儲器，用于存儲所述處理器的可執(zhí)行指令；

56、其中，所述處理器配置為經(jīng)由執(zhí)行所述可執(zhí)行指令來執(zhí)行第一方面中所述的任一種可能的方法。

57、第四方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)第一方面中所述的任一種可能的方法。

58、本技術(shù)提供的振弦式多點(diǎn)位移計(jì)數(shù)據(jù)處理方法，通過振弦式多點(diǎn)位移計(jì)序列中的各個(gè)位移計(jì)，可以沿待監(jiān)測水壩的長度延伸方向全面采集各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，并將采集到的位移數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)測服務(wù)器，監(jiān)測服務(wù)器處理這些數(shù)據(jù)，形成位移數(shù)據(jù)集合，然后，根據(jù)原始位置集合和位移數(shù)據(jù)集合，生成監(jiān)測位置集合，并通過預(yù)設(shè)的水壩安全評估模型，從而能夠準(zhǔn)確地根據(jù)原始位置和監(jiān)測位置之間的差異來確定水壩的安全等級，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為管理人員提供及時(shí)的預(yù)警和決策支持，提高了監(jiān)測效率。