隧道衬砌混凝土振捣管理系统及其方法与流程

本发明涉及水利水电，具体为隧道衬砌混凝土振捣管理系统及其方法。

背景技术：

1、在混凝土施工中，振捣是关乎于混凝土建筑物质量的关键，对混凝土的振捣过程的控制是十分重要的过程，现在操作人员依据自身经验去对混凝土振捣的质量进行控制随机性强，使混凝土振捣的质量受到人为影响和工作条件影响的因素较大，而且一旦在混凝土振捣过程中受到欠振、过振、漏振，振捣将不能满足施工过程中的质量要求，因此需要采用精细化、智能化、标准化的技术手段去进行混凝土振捣，目前，如何在混凝土振捣过程中做到标准化，面前还没有一个特别完美的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供隧道衬砌混凝土振捣管理系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：隧道衬砌混凝土振捣管理方法，方法包括：

3、步骤s100：获取历史隧道衬砌混凝土振捣数据，从历史隧道衬砌混凝土振捣数据中提取出各个施工区域内的混凝土振捣完成时长；对各个混凝土振捣完成时长进行筛选，获得混凝土振捣样本完成时长，基于混凝土振捣样本完成时长，获取有效混凝土振捣完成时长，计算疑似混凝土振捣时长；

4、步骤s200：将隧道衬砌混凝土振捣施工地点进行均匀划分，得到面积相同的各个隧道衬砌混凝土振捣施工区域；从各个隧道衬砌混凝土振捣施工区域中随机选取若干个隧道衬砌混凝土振捣施工区域作为混凝土振捣实验区；在疑似混凝土振捣时长内，对混凝土振捣实验区中，各个隧道衬砌混凝土振捣施工区域对应的隧道衬砌混凝土振捣数据进行采集；将采集的隧道衬砌混凝土振捣信息录入隧道服务器中；隧道衬砌混凝土振捣信息包括混凝土振捣区域坐标信息、隧道衬砌混凝土振捣图像；

5、步骤s300：获取隧道服务器的数据传输周期；获取与隧道服务器进行连接的各个云服务器；获取云服务器各个时段对应的历史内存使用率，基于云服务器各个时段的历史内存使用率，计算出隧道服务器当前传输周期对应的预测内存使用率；选取预测内存使用率最低的云服务器记为传输云服务器，隧道服务器将当前传输周期内的隧道衬砌混凝土振捣信息传输至传输云服务器；

6、步骤s400：传输云服务器将接收的隧道衬砌混凝土信息按照施工区域进行组合，基于施工区域的隧道衬砌混凝土振捣图像建立二维坐标系，对隧道衬砌混凝土图像进行灰度转化，基于隧道衬砌混凝土图像各个像素点对应的灰度值，计算混凝土质量值；

7、步骤s500：基于混凝土振捣实验区域各个施工区域的混凝土质量值，对各个施工区域对应的混凝土情况进行判定，并对疑似混凝土振捣时长进行调整；将调整后的疑似混凝土振捣时长记为记为标准混凝土振捣时长，在本次隧道衬砌混凝土振捣过程中使用标准混凝土振捣时长作为混凝土振捣时长对隧道施工区域的混凝土进行振捣。

8、进一步的，步骤s100包括：

9、步骤s101：从历史隧道衬砌混凝土振捣数据中提取出各个施工区域内的混凝土振捣完成时长，当各个混凝土振捣完成时长中存在众数并且众数个数大于等于众数个数阈值时，将众数对应的混凝土振捣完成时长数值，作为混凝土振捣样本完成时长te数值；当各个混凝土振捣完成时长中存在众数但众数个数小于众数个数阈值，或者各个混凝土振捣完成时长中不存数值相同的数，将各个混凝土振捣完成时长中数值大小为中位数的混凝土振捣完成时长对应的数值，作为混凝土振捣样本完成时长te的数值；

10、步骤s102：当各个隧道衬砌混凝土完成时长满足：时，其中，b为混凝土振捣时长阈值，将混凝土振捣完成时长记为有效混凝土振捣完成时长，进行记录汇集，得到混凝土振捣完成时长集合t＝{t1、t2、...、tn}；其中，t1、t2、...、tn分别为第1、2、...、n个有效混凝土振捣完成时长；计算混凝土振捣疑似完成时长

11、

12、其中，ti为集合t中第i个有效混凝土振捣完成时长；j为集合t中记录的有效混凝土振捣完成时长总个数；

13、上述步骤中从历史隧道衬砌混凝土振捣数据中提取出各个施工区域内的混凝土振捣完成时长，从中选取出有效混凝土振捣完成时长是因为在进行数据收集过程中因为极端天气或者极端环境的影响会导致混凝土振捣时长会发生急剧变化，为了将这种情况进行剔除，所以选择出有效混凝土振捣完成时长，作为计算混凝土振捣疑似完成时长参数。

14、进一步的，步骤s300包括：

15、步骤s301：对云服务器的历史内存使用率进行记录汇集，得到云服务器的内存使用率集合n＝{z1、z2、...、zm}；其中，z1、z2、...、zm分别为云服务器的第1、2、...、m个时段对应的内存使用率；获取处理隧道衬砌混凝土振捣信息所需最大内存v；从内存使用率集合n中选取出数值最大的内存使用率za，数值最小的内存使用率zb；当隧道当云服务器内存使用率满足a×(1-za)≥v×δ时，其中，δ为云服务器内存使用率筛选比例系数；对云服务器进行保留；

16、步骤s302：对保留的云服务器计算当前传输周期对应的预测内存使用率

17、

18、其中，zi为云服务器第i个时段对应的内存使用率；q为存使用率集合n的内存使用率总个数；

19、选取预测内存使用率最低的云服务器记为传输云服务器，隧道服务器将当前传输周期内的隧道衬砌混凝土信息传输至传输云服务器。

20、进一步的，步骤s400包括：

21、步骤s401：将隧道衬砌混凝土图像中像素点作为二维坐标系的标准单位，对隧道衬砌混凝土图像进行灰度转化：

22、gray(x,y)＝0.3r(x,y)+0.59g(x,y)+0.11b(x,y)；

23、其中，gray(x,y)表示二维坐标系中坐标为(x，y)的像素点的灰度值，r(x,y)表示坐标为(x,y)的像素点的红色分量值，g(x,y)表示坐标为(x,y)的像素点的绿色分量值，b(x,y)表示坐标为(x,y)的像素点的蓝色分量值；

24、步骤s402：对灰度转化后的隧道衬砌混凝土图像中的灰度值gray进行噪声去除，得到去除噪声干扰后的灰度值graye，选取混凝土灰度值小于混凝土裂缝阈值作为混凝土裂缝对应的灰度值；计算混凝土质量值u：

25、

26、其中，z为隧道衬砌混凝土图像中像素点总个数；z1为隧道衬砌混凝土图像中混凝土裂缝的像素点总个数；grayei为隧道衬砌混凝土图像中含有混凝土裂缝第i个像素点对应的灰度值；j为隧道衬砌混凝土图像中含有混凝土裂缝总个数；μ为混凝土质量影响因素；

27、上述步骤中通过对将隧道衬砌混凝土图像中像素点作为二维坐标系的标准单位，对隧道衬砌混凝土图像进行灰度转化，使得隧道混凝土图像中各个部分得到了具体的数值标准，利用隧道混凝土图像的灰度值，计算混凝土质量是因为一般情况下，深度较大的裂缝在图像中呈现出比浅度小的裂缝更低、更暗的灰度值；而且随着深度增加，灰度值也会逐渐降低。

28、进一步的，步骤s500包括：

29、步骤s501：基于混凝土振捣实验区域各个施工区域的混凝土质量值，对各个施工区域对应的混凝土情况进行判定，当混凝土振捣实验区内的施工区域对应的混凝土质量值小于混凝土振捣阈值，将施工区域记为一次疑似混凝土振捣不合格，当疑似混凝土振捣不合格次数大于混凝土振捣疑似不合格次数阈值时，对隧道衬砌施工区域的疑似混凝土振捣时长进行调整，直到隧道衬砌混凝土振捣的疑似不合格次数小于混凝土振捣次数阈值时，将对应的疑似混凝土振捣时长记为标准混凝土振捣时长；

30、步骤s502:在隧道衬砌混凝土振捣过程中，使用标准混凝土振捣时长对隧道衬砌施工区域进行混凝土振捣。

31、为了更好实现上述方法还提出了隧道衬砌混凝土振捣管理系统隧道衬砌混凝土振捣管理系统，管理系统包括疑似混凝土振捣时长模块、信息传输模块、混凝土质量值模块、混凝土振捣时长调节模块；

32、疑似混凝土振捣时长模块，用于对各个混凝土振捣完成时长进行筛选，获得混凝土振捣样本完成时长，基于混凝土振捣样本完成时长，计算出混凝土振捣标准完成时长，将混凝土振捣标准完成时长记为疑似混凝土振捣时长；

33、信息传输模块，用于对选取预测内存使用率最低的云服务器记为传输云服务器，隧道服务器将当前传输周期内的隧道衬砌混凝土振捣信息传输至传输云服务器；

34、混凝土质量值模块，用于对基于隧道衬砌混凝土振捣图像，计算混凝土质量值；

35、混凝土振捣时长调节模块，用于对隧道衬砌施工区域的疑似混凝土振捣时长进行调整，直到隧道衬砌混凝土振捣的疑似不合格次数小于混凝土振捣次数阈值时，将对应的疑似混凝土振捣时长记为标准混凝土振捣时长，在本次隧道衬砌混凝土振捣过程中使用标准混凝土振捣时长作为混凝土振捣时长对隧道施工区域的混凝土进行振捣。

36、进一步的,疑似混凝土振捣时长模块包括混凝土振捣样本完成时长单元、混凝土振捣疑似完成时长单元；

37、混凝土振捣样本完成时长单元，用于对基于历史隧道衬砌混凝土振捣数据中提取出各个施工区域内的混凝土振捣完成时长，得到混凝土振捣样本完成时长单元；

38、混凝土振捣疑似完成时长单元，用于对基于混凝土振捣样本完成时长，获取有效混凝土振捣完成时长，计算疑似混凝土振捣时长。

39、进一步的，信息传输模块包括预测内存使用率单元、传输云服务器单元；

40、预测内存使用率单元，用于对基于云服务器各个时段的历史内存使用率，计算出隧道服务器当前传输周期对应的预测内存使用率；

41、传输云服务器单元，用于对选取预测内存使用率最低的云服务器记为传输云服务器，隧道服务器将当前传输周期内的隧道衬砌混凝土信息传输至传输云服务器。

42、进一步的，混凝土质量值模块包括图像灰度值单元、混凝土质量值单元；

43、图像灰度值单元，用于对传输云服务器将接收的隧道衬砌混凝土信息按照施工区域进行组合，基于施工区域的隧道衬砌混凝土振捣图像建立二维坐标系，对隧道衬砌混凝土图像进行灰度转化，计算隧道衬砌混凝土图像各个像素点对应的灰度值；

44、混凝土质量单元，用于对基于隧道衬砌混凝土图像各个像素点对应的灰度值，计算混凝土质量值。

45、进一步的，混凝土振捣时长调节模块包括混凝土振捣判断单元、混凝土振捣时长调节单元；

46、混凝土振捣判断单元，用于对基于混凝土振捣实验区域各个施工区域的混凝土质量值，对各个施工区域对应的混凝土情况进行判定，当混凝土振捣实验区内的施工区域对应的混凝土质量值小于混凝土振捣阈值，将施工区域记为一次疑似混凝土振捣不合格；

47、混凝土振捣时长调节单元，用于对隧道衬砌施工区域的疑似混凝土振捣时长进行调整，直到隧道衬砌混凝土振捣的疑似不合格次数小于混凝土振捣次数阈值时，将对应的疑似混凝土振捣时长记为标准混凝土振捣时长。

48、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明可以对隧道衬砌混凝土振捣过程中设定一个标准时间，用于对混凝土振捣时长进行控制，实现混凝土振捣过程中标准化，利用隧道混凝土图像的灰度值，计算混凝土质量是因为一般情况下，深度较大的裂缝在图像中呈现出比浅度小的裂缝更低、更暗的灰度值；而且随着深度增加，灰度值也会逐渐降低，使得在对混凝土质量进行判断更加科学和规范化。