一种地基沉降的监测预警系统的制作方法

本发明涉及地基沉降监测，尤其涉及一种地基沉降的监测预警系统。

背景技术：

1、随着人口的增长和城市化进程的加速，土地资源日益紧张，填海造陆作为一种拓展土地资源的方式，在全球范围内得到了广泛应用。然而，填海造陆的过程中可能会引发一系列的安全问题，其中最为突出的是地基沉降。

2、中国专利公开号：cn103542835a公开了一种地基沉降监测系统，包括设置于变电站地基周围，用于采集所述变电站地基沉降数据的数据采集器；与所述数据采集器相连接，用于接收并输出所述地基沉降数据，且当所述数据满足报警条件后产生并输出报警信号的控制器；与所述控制器相连接，用于接收所述报警信号并进行报警的报警器；与控制器相连接，用于显示控制器接收的地基沉降数据的显示器；与所述数据采集器、控制器、报警器、显示器相连接，用于向所述数据采集器、控制器、报警器、显示器供电的供电电源。该发明实现了对地基沉降数据的采集和分析，未实现对同地区不同范围内的沉降数据和数据变化的综合分析，存在对地基沉降监测效率低，分析不准确的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种地基沉降的监测预警系统，用以克服现有技术中对地基沉降监测效率低，分析不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种地基沉降的监测预警系统，包括：

3、信息获取模块，用以获取工程信息，并根据工程信息周期性获取填海造陆区域内的监测点的墙体角度、监测点的沉降量、测试点的沉降量、测试距离和降水量；

4、监测分析模块，用以根据监测点的沉降量、测试点的沉降量和工程信息对沉降参数进行分析，还用以根据监测点的墙体角度对偏斜度进行分析，并根据偏斜度对沉降参数的分析过程进行调整；

5、监测存储模块，用以对沉降参数和偏斜度进行存储；

6、测试分析模块，用以根据监测点的沉降量、测试点的沉降量和测试距离对倾斜参数进行分析，并根据倾斜参数对偏斜度的分析过程进行调整；

7、调整优化模块，用以根据已存储的沉降参数对沉降变化率进行分析，并根据沉降变化率对沉降参数的调整过程进行优化，还用以根据已存储的偏斜度对偏斜变化进行分析，并根据偏斜变化对偏斜度的调整过程进行优化，还用以根据降水量对沉降参数的优化过程进行校正；

8、预警分析模块，用以根据沉降参数对预警信息进行分析；

9、预警输出模块，用以对预警信息进行输出。

10、进一步地，所述监测分析模块设有沉降分析单元，其用以根据监测点的沉降量、测试点的沉降量和建造时间通过沉降分析公式计算沉降参数，所述沉降分析单元设有沉降分析公式如下：

11、q=(s-d)/t

12、其中，q表示沉降参数，s表示监测点的沉降量，d表示测试点的平均沉降量，设定d=∑di，di表示各测试点的沉降量，i表示测试点编号，t表示建造时间。

13、进一步地，所述监测分析模块还设有偏斜分析单元，其用以根据监测点的墙体角度通过偏斜度分析公式计算偏斜度，所述偏斜分析单元设有偏斜度分析公式如下：

14、a=∠a-90

15、其中，a表示偏斜度，∠a表示监测点的墙体角度。

16、进一步地，所述监测分析模块还设有沉降调整单元，其用以根据偏斜度对沉降参数的分析过程进行调整，其中：

17、当a=0时，所述沉降调整单元判定未发生倾斜，不对沉降参数的分析过程进行调整；

18、当a≠0时，所述沉降调整单元判定发生倾斜，对沉降参数的分析过程进行调整，调整后的沉降参数为q1，设定q1=q/cosa。

19、进一步地，所述测试分析模块设有倾斜分析单元，其用以根据监测点的沉降量、测试点的沉降量和测试距离通过倾斜分析公式计算倾斜参数，所述倾斜分析单元设有倾斜分析公式如下：

20、bi=(s-d)/li

21、其中，bi表示各监测点的倾斜参数，i表示测试点编号，li表示测试距离。

22、进一步地，所述测试分析模块还设有偏斜调整单元，其用以根据倾斜参数对偏斜度的分析过程进行调整，调整后的偏斜度为a1，设定a1=a-arctanb，其中，b表示倾斜参数的平均值，设定b=(b1+b2+...+bi)/imax，其中，b1表示第一个测试点的倾斜参数，b2表示第二个测试点的倾斜参数，bi表示最后一个测试点的倾斜参数，imax表示测试点编号的最大值。

23、进一步地，所述调整优化模块设有第一分析单元，其用以根据已存储的沉降参数通过沉降变化分析公式计算沉降变化率，所述第一分析单元设有沉降变化分析公式如下：

24、，

25、其中，rq表示沉降变化率，qj表示已存储的沉降参数，j表示已存储周期数编号，jmax表示已存储周期数编号的最大值；

26、所述调整优化模块还设有沉降优化单元，其用以根据沉降变化率对沉降参数的调整过程进行优化，其中：

27、当rq＜r时，所述沉降优化单元判定变化正常，不对沉降参数的调整过程进行优化，

28、当rq≥r时，所述沉降优化单元判定变化异常，对沉降参数的调整过程进行优化，优化后的沉降参数为q2，设定q2=q1×logrrq;

29、其中，r表示变化参数，设定r=1-qj-1/qj。

30、进一步地，所述调整优化模块还设有第二分析单元，其用以根据已存储的偏斜度通过偏斜变化分析公式计算偏斜变化，所述第二分析单元设有偏斜变化分析公式如下：

31、ra=aj-aj-1

32、其中，ra表示偏斜变化，aj表示当前周期的偏斜度，aj-1表示上一周期的偏斜度；

33、所述调整优化模块还设有偏斜优化单元，其用以根据偏斜变化对偏斜度的调整过程进行优化，其中：

34、当ra=0时，所述偏斜优化单元判定偏斜变化正常，不对偏斜度的调整过程进行优化；

35、当ra≠0时，所述偏斜优化单元判定偏斜变化异常，对偏斜度的调整过程进行优化，优化后的偏斜度为a2，设定a2=a1×era。

36、进一步地，所述调整优化模块还设有沉降校正单元，其用以根据降水量对沉降参数的优化过程进行校正，其中：

37、当gj=0时，所述沉降校正单元不对沉降参数的优化过程进行校正；

38、当gj＞0时，所述沉降校正单元对沉降参数的优化过程进行校正，校正后的沉降参数为q3，设定q3=q2×{1-[(sj-1-dj-1)×gj]/[(sj-dj)×(gj-1+1)]}；

39、其中，gj表示当前周期的降水量，gj-1表示上一周期的降水量，sj表示当前周期监测点的沉降量，sj-1表示上一周期监测点的沉降量，dj表示当前周期测试点的平均沉降量，dj-1表示上一周期测试点的平均沉降量。

40、进一步地，所述预警分析模块将沉降参数与沉降阈值进行比对，并根据比对结果对预警信息进行分析，其中：

41、当q≤q1时，所述预警分析模块判定沉降正常，设定预警信息为地基沉降正常；

42、当q1＜q≤q2时，所述预警分析模块判定沉降异常，设定预警信息为地基沉降低风险，提高分析频率；

43、当q＞q2时，所述预警分析模块判定沉降异常，设定预警信息为地基沉降高风险，施工人员应注意，制定应对策略；

44、其中，q1表示第一预警阈值，q2表示第二预警阈值，q1＜q2。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过所述信息获取模块对工程信息的获取，以周期性的获取填海造陆区域内的监测点的墙体角度、监测点的沉降量、测试点的沉降量、测试距离和降水量，从而提高信息获取的准确度，进而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述监测分析模块对监测点的沉降量、测试点的沉降量和工程信息的分析，以分析出沉降参数，使沉降参数与不同区域的沉降量相关，增加系统分析的多样性，从而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述检测分析模块对墙体角度的分析，以分析出偏斜度，从而对沉降参数的分析过程进行调整，使调整后的沉降参数与工程中墙体与水平面夹角相关，进而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述监测存储模块对沉降参数和偏斜度的存储，以增加系统分析样本数量，增加系统分析的多样性，从而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述测试分析模块对监测点的沉降量、测试点的沉降量和测试距离的分析，以分析出倾斜参数，用倾斜参数表示监测点和测试点沉降的差异，从而对偏斜度的分析过程进行调整，使偏斜度与倾向参数相关，进而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述调整优化模块对已存储的沉降参数的分析，以分析出沉降变化率，用沉降变化率表示沉降参数在不同周期内变化的速率，从而对沉降参数的调整过程进行优化，进而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述调整优化模块对已存储的偏斜度的分析，以分析出偏斜变化，用偏斜变化表示当前周期与上一周期偏斜度的变化量，从而对偏斜度的调整过程进行优化，进而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述调整优化模块对降水量的分析，以对沉降参数的优化过程进行校正，使沉降参数与降水量相关，从而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述预警分析模块对沉降参数的分析，以分析出预警信息，实现对地基沉降异常的预警，从而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度，通过所述预警输出模块对预警信息的输出，以实现向用户进行地基沉降异常预警，从而提高系统对地基沉降的监测效率，提高分析的准确度。