大体积混凝土智能保温监控系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种大体积混凝土智能保温监控系统及方法，包括测温装置、主机、中心服务器。设定时间段内，测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度并将温度数据经主机传送给中心服务器，由中心服务器计算出保温参数并依据保温参数给出是否需要保温的保温建议，而后将保温建议自动发送至相应移动终端，由持有移动终端的工人根据保温建议进行保温干预，干预完成后，工人将干预结果经移动终端反馈回中心服务器，以形成干预记录，供相关人员查看及下载。本发明可实时监测大体积混凝土的表面温度情况并对大体积混凝土及时给予是否需要保温的建议，以提醒工人及时进行干预，实现对混凝土的科学保温监控，有效防止混凝土表面裂缝的产生。
【专利说明】大体积混凝土智能保温监控系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大体积混凝土智能保温监控系统及基于该系统实现的保温监控 方法，属于水利水电工程、核电工程、港口工程等中的大体积混凝土表面智能保温监控领 域。
【背景技术】
[0002] 大体积混凝土被广泛应用于水利水电工程、核电工程、港口工程、交通等基础设施 建设中，特别是混凝土大坝，更被广泛应用，但是大体积混凝土裂缝问题一直以来都在长期 困扰着工程建设者。大体积混凝土中产生的裂缝起初绝大部分都是表面裂缝，但其中一部 分后来可能会发展为深层裂缝、甚至贯穿性大裂缝，这将会对混凝土的使用安全与寿命等 产生极大的影响。
[0003] 目前，从理论与实践表明：保温是防止裂缝最有效的措施。但是，在现今大体积混 凝土施工过程中，虽然具有一整套成熟的理论技术，但可以看到，施工过程大多还是人工方 式完成，主要依靠人的主观因素，施工过程中一般采取人盯人的施工方式，因而施工质量的 好坏完全取决于人的主观能动性，是否保温、保温施工质量是否满足规范及设计要求往往 不可而知。
[0004] 由此可见，要有效防止大体积混凝土结构的表面裂缝的发生，亟需研发出一种大 体积混凝土表面智能保温监控技术方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种大体积混凝土智能保温监控系统及基于该系统实现 的保温监控方法，该保温监控系统及方法可实现对大体积混凝土的科学保温监控，可最大 限度降低由于寒潮等来临导致的混凝土拉应力，防止混凝土表面裂缝的产生。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0007] -种大体积混凝土智能保温监控系统，其特征在于：它包括设置在大体积混凝土 表面或大体积混凝土表面与保温材料之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装 置，测温装置与主机连接，主机与中心服务器连接，中心服务器与移动终端之间进行无线通 讯。
[0008] 所述测温装置为光纤或温度传感器或温度梯度仪。
[0009] 一种基于所述的保温监控系统实现的大体积混凝土智能保温监控方法，其特征在 于它包括步骤：
[0010] 1)在设定时间段内，所述测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度 并将表面温度数据经由所述主机传送给所述中心服务器；
[0011] 2)所述中心服务器基于数值仿真模型或支持向量机函数计算出保温参数，并依据 保温参数给出是否需要保温的保温建议；
[0012] 3)所述中心服务器将保温建议自动发送至相应的移动终端；
[0013] 4)持有移动终端的工人根据保温建议对大体积混凝土进行相应保温干预；
[0014] 5)干预完成后，工人将干预结果经由移动终端反馈回所述中心服务器，由所述中 心服务器形成干预记录，供相关人员查看及下载。
[0015] 在实际中，所述中心服务器还可自动将干预记录以报表形式导出，以供相关会议 讨论使用。
[0016] 基于所述数值仿真模型计算保温参数并给出保温建议的步骤为：
[0017] 1)由第一计算公式
【权利要求】
1. 一种大体积混凝土智能保温监控系统，其特征在于：它包括设置在大体积混凝土表 面或大体积混凝土表面与保温材料之间的、用于测量大体积混凝土表面温度的测温装置， 测温装置与主机连接，主机与中心服务器连接，中心服务器与移动终端之间进行无线通讯。
2. 如权利要求1所述的保温监控系统，其特征在于： 所述测温装置为光纤或温度传感器或温度梯度仪。
3. 如权利要求1所述的保温监控系统，其特征在于： 所述测温装置与所述主机之间有线连接，所述主机与所述中心服务器之间有线或无线 连接，所述中心服务器与所述移动终端之间基于WIFI无线网或ZIGBEE无线网通讯。
4. 一种基于权利要求1至3中任一项所述的保温监控系统实现的大体积混凝土智能保 温监控方法，其特征在于它包括步骤： 1) 在设定时间段内，所述测温装置相隔预定时间测量一次大体积混凝土表面温度并将 表面温度数据经由所述主机传送给所述中心服务器； 2) 所述中心服务器基于数值仿真模型或支持向量机函数计算出保温参数，并依据保温 参数给出是否需要保温的保温建议； 3) 所述中心服务器将保温建议自动发送至相应的移动终端； 4) 持有移动终端的工人根据保温建议对大体积混凝土进行相应保温干预； 5) 干预完成后，工人将干预结果经由移动终端反馈回所述中心服务器，由所述中心服 务器形成干预记录，供相关人员查看及下载。
5. 如权利要求4所述的保温监控方法，其特征在于： 基于所述数值仿真模型计算保温参数并给出保温建议的步骤为： β,' = 5.605-=1 - 1) 由第一计算公式 计算出混凝土日变化放热系数βρ其 ?{2AJ 中：λ为混凝土导热系数，?；为混凝土表面温度最大日变幅，A为气温日降幅； β. =2.802 1 "- 2A 2) 由第二计算公式 4.48 : -2W-1.85 计算出混凝土寒潮期放热系 J^τ'.-和 2.24 y 数β。，其中：T。为混凝土表面温度最大寒潮期变幅，A1为寒潮期日平均温度降幅，Q为寒潮 期历时； 3) 取与β。两者较小值作为保温参数； 4) 保温参数与工程要求的混凝土放热系数β。相比较：若保温参数大于β。，给出需要 保温的保温建议，否则，给出不需要保温的保温建议。
6. 如权利要求4所述的保温监控方法，其特征在于： 基于所述支持向量机函数计算保温参数并给出保温建议的步骤为： 1)将设定时间段内得到的各输入数据Xi代入训练好的支持向量机函数 η .1' =Σα#(ΛΧγ,_)+Λ中，得到保温参数y，其中： ai为支持向量，b为偏差量， Xi为输入数据，具体有：入仓温度Ttl、各龄期混凝土的日变幅温度值Ta(τ)、各龄期混 凝土的寒潮期温度变化值V(τ)、混凝土的龄期τ、混凝土绝热温升参数Tq、导温参数a、 预测未来一周的气温变化值Tw、各测量时刻所述测量装置测量的温度值; 2)保温参数与工程要求的混凝土放热系数β。相比较：若保温参数大于β。，给出需要 保温的保温建议，否则，给出不需要保温的保温建议。
7.如权利要求4所述的保温监控方法，其特征在于： 所述中心服务器自动将干预记录以报表形式导出，以供相关会议讨论使用。
【文档编号】G05D23/00GK104238588SQ201410441618
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】张国新, 刘毅, 李松辉, 刘有志, 张磊, 黄涛, 王振红 申请人:中国水利水电科学研究院