天的监测数据和预测期第1天的 预测数据生成预测期第2天的预测数据，直至得到预测期第N天的预测数据，其中，n和N均 为大于1的自然数。
[0060] 具体地，本实施例中，实现软件代码的固定封装，同时满足用户对不同预测周期的 需求，并综合考虑网络结构复杂程度、预测效率及泛化能力，具体预测实现方式上采用滚动 预测（图9)方式，此时无论预测天数为多少，神经网络结构均W多对一的输入输出关系进 行预测，网络结构固定。
[0061] 更具体地，如图9所示是一个典型滚动预测流程示意图。具体实现过程为在训练 样本和预测输入序列中加入预测期第一天的预测值，同时去掉样本和输入序列最早的实测 值，W此进行下一天预测，该样做对于网络的简化，效率提高均有帮助，但可能产生累积误 差，不过预测期较短时（例如，N = 5)，影响较小。
[0062] 步骤15,根据数据库301中用户设定的各种监测项目的预警指标391判断标准，对 实时监测数据及未来短期的预测数据进行预警分析。
[0063] 步骤16,如果监测数据或预测数据位于某一警戒值范围内，数字基坑信息分析与 管理子系统30则通过网络向预警及信息发布子系统40发出预警信息，并将预警信息存储 到数据库301中进行备份。
[0064] 步骤17,预警及信息发布子系统40通过短信、邮件及现场显示屏等方式向相关人 员发出预警信息或监测数据异常的信息。
[00化]具体地，预警及信息发布子系统40根据数字基坑信息分析与管理子系统30通过 网络11传来的预警信息，向对应标段负责人员、现场工作人员发送手机短信及邮件，并通 过现场显示屏将预警信息显示（有必要的紧急情况，可配合通过现场广播发送）通知现场 相关工作及附近人员，确保工程、周围建筑及人员安全。
[0066] 本发明实施例的用于基坑工程的实时监测与预警系统，可应用在大型城市基坑工 程施工过程中，通过现场监测数据采集子系统实现监测数据的自动采集与传输，通过数字 基坑信息分析与管理子系统实现勘察信息、设计信息、施工信息及实时监测数据存储入数 据库，并根据监测数据进行预测，同时实现信息的=维可视化动态查询与管理，通过预警及 信息发布子系统实现监测信息的预警及实时发布，该系统为城市大型基坑工程安全施工管 理提供了一种新的信息化平台建立方式，大大提高了现场信息的管理、预测与预警自动化 与智慧化水平，从而也为其它类似大型工程的施工过程中的安全监测与管理提供了新的借 鉴和技术支持。
[0067] 另外，图10所示为本发明实施例的数字基坑信息分析与管理系统数据库（即数据 库301)的构架示意图，主要包括工程信息模块数据信息、监测信息模块数据信息及预警分 析模块数据信息=大类。工程信息模块数据信息，主要是存储工程总的信息概括描述（工 程信息表，见表1)、工程区的勘察信息341 (勘查信息表，见表2 ;地层信息表，见表3)、设计 信息342 (标段信息表，见表4 ;结构信息表，见表5)及施工信息343 (施工过程开挖信息表， 见表6)。监测信息模块数据信息，主要是存储测点信息（测点信息表，见表7)、监测数据信 息（测点监测数据信息表，见表8 ;图像监测数据信息表，见表9)。预警分析模块数据信息， 主要是存储预警指标（预警指标表，见表10)及处于警戒状态的预警信息（预警信息表，见 表11)。其中，表1至表11如下面所示。
[0068] 表 1
[0069]
【主权项】
1. 一种用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，包括： 云端服务器； 现场监测数据采集子系统，用于实时对施工现场多个监测点进行监测W获取监测数 据，并将所述监测数据上传至所述云端服务器； 数字基坑信息分析与管理子系统，用于对所述云端服务器发送的所述监测数据进行预 巧m生成预测数据，并当所述预测数据超出预设警戒值时，生成预警信息，化及将所述预警 信息上传至所述云端服务器； 预警及信息发布子系统，用于根据所述云端服务器发送的所述预警信息对工作人员进 行提醒。
2. 如权利要求1所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，其中，所述 监测数据包括形变信息、应力信息和图像信息中的一种或多种。
3. 如权利要求1所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，所述现场 监测数据采集子系统，具体包括： 监测装置，用于实时对所述施工现场多个监测点进行监测并生成所述监测数据； 无线发射装置； 控制装置，用于获取所述监测数据，并通过所述无线发射装置将所述监测数据上传至 所述云端服务器。
4. 如权利要求1所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，所述数字 基坑信息分析与管理子系统，还用于： 存储所述基坑工程的工程信息，并对所述工程信息、所述监测数据和所述预测数据进 行=维可视化处理W供查询，其中，所述工程信息包括勘察信息、设计信息和施工信息中的 一种或多种。
5. 如权利要求4所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，所述数字 基坑信息分析与管理子系统，具体包括： 数据库； 信息分析与管理装置，所述信息分析与管理装置包括： 工程信息模块，用于将所述基坑工程的工程信息录入到所述数据库； 监测信息模块，用于将所述监测数据录入到所述数据库； 预测分析模块，用于对所述监测数据进行预测W生成所述预测数据； 预警级别模块，用于当所述预测数据超出预设警戒值时，生成预警信息； 可视化模块，用于对所述工程信息、所述监测数据和所述预测数据进行=维可视化处 理W供查询； 无线通信模块，用于接收所述云端服务器发送的所述监测数据，并将所述预警信息上 传至所述云端服务器。
6. 如权利要求5所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，所述预测 分析模块，具体用于通过人工神经网络对所述监测数据进行预测W生成所述预测数据，其 中，所述预测分析模块根据第1至第n天的监测数据进行预测W生成预测期第1天的预测 数据，并根据第2至第n天的监测数据和所述预测期第1天的预测数据生成所述预测期第2 天的预测数据，直至得到所述预测期第N天的预测数据，其中，n和N均为大于1的自然数。
7. 如权利要求5所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，其中，所述 预设警戒值为多个，不同的预设警戒值均对应不同的危险等级，所述预警级别模块，还用于 将所述危险等级对应的监测点信息反馈至所述数据库。
8. 如权利要求5所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，所述预警 及信息发布子系统，还用于向所述工作人员提示所述危险等级。
9. 如权利要求1所述的用于基坑工程的实时监测与预警系统，其特征在于，其中，所述 预警及信息发布子系统，具体用于通过短信、邮件、广播和显示屏显示方式中的一种或多种 对所述工作人员进行提醒。
【专利摘要】本发明公开了一种用于基坑工程的实时监测与预警系统，该系统包括：云端服务器；现场监测数据采集子系统，用于实时对施工现场多个监测点进行监测以获取监测数据，并将监测数据上传至云端服务器；数字基坑信息分析与管理子系统，用于对监测数据进行预测以生成预测数据，并当预测数据超出预设警戒值时，生成预警信息，以及将预警信息上传至云端服务器；预警及信息发布子系统，用于根据预警信息对工作人员进行提醒。该系统实现了监测数据的自动采集与传输，并根据监测数据进行预测以生成预测数据，以及在预测数据超出预设警戒值时生成预警信息，并根据预警信息对工作人员进行提醒，从而大大提高了现场信息的管理、预测与预警自动化与智慧化水平。
【IPC分类】E02D33-00, G08B31-00, G08B21-02
【公开号】CN104616433
【申请号】CN201510059669
【发明人】徐文杰, 张启斌, 谭蠕蛟, 郑磊
【申请人】清华大学, 天津市市政工程设计研究院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月4日