一种地下管线监测预警方法和系统与流程

本发明涉及管线应变监测和结构安全预警，尤其涉及一种地下管线监测预警方法和系统。

背景技术：

1、在城市地下，大量的管线布设在地下深处，它们是城市的生命线，负责电力、通信、燃气、水的传输。随着城市的发展，基坑开挖、隧道盾构以及桩基施工等地下工程日益增多，可能对附近的管线产生影响，可能会导致管线的形变、破裂、泄漏等，不仅影响管线自身的功能，还可能对周边环境和人身安全造成威胁。因此，对上述环境附近的管线进行有效的监测和管理，是保障管线安全运行的重要手段。

2、目前，在地下管线监测方面应用最为广泛的技术是基于管内输送介质的流量及压力对管线进行监测，其工作原理是在被监测管线两端布置流量及压力传感器，获得管内输送介质的实时数据，将两点的数据进行对比，若流入端的流量及介质压力大于流出端数据，则必然被监测管道发生泄漏。但是现有的地下

3、管线结构安全监测体系存在以下不足：

4、监测的局限性：目前的监测方法往往只能监测管线的某些特定参数，例如压力、应变、位移等，而难以全面监测管线的整体状态和健康状况。

5、数据处理的不足：现有的监测系统会产生大量的数据，但数据处理方面存在不足，例如数据清洗、异常值处理、特征提取等，影响了数据的准确性和可靠性，难以有效地转化为有用的信息和知识。

6、监测设备的布置繁琐：现有管线监测技术更多是服务于新建管线，对于在役管线，要使用这些方法就不得不将管线挖出在其表面铺设传感器。

7、监测的成本问题：管线结构安全监测需要投入大量的人力、物力和财力，但现有的监测体系缺乏对成本的有效管理和控制，这可能导致监测成本过高，从而影响管线的经济效益。

8、因此，现有的地下管线结构安全监测体系仍存在很多局限性，需要进一步改进和完善。

技术实现思路

1、本发明提供了一种地下管线监测预警方法和系统，用以解决现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案如下：

2、一方面，提供了一种地下管线监测预警方法，所述方法包括：

3、s1、获取待监测地下管线各监测点的监测数据；

4、s2、对所述监测数据进行标准化处理；

5、s3、将标准化处理后的监测数据输入预先训练完成的knn模型，预测各监测数据对应的标签参数；

6、s4、将已知的各监测点的标签参数与模型预测的标签参数进行对比，全部或部分参数吻合则进行预警。

7、另一方面，提供了一种地下管线监测预警系统，所述系统包括：

8、获取模块，用于获取待监测地下管线各监测点的监测数据；

9、标准化处理模块，用于对所述监测数据进行标准化处理；

10、预测模块，用于将标准化处理后的监测数据输入预先训练完成的knn模型，预测各监测数据对应的标签参数；

11、预警模块，用于将已知的各监测点的标签参数与模型预测的标签参数进行对比，全部或部分参数吻合则进行预警。

12、另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述地下管线监测预警方法。

13、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述地下管线监测预警方法。

14、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

15、本发明使用简单布置的分布式光纤光栅传感器，利用少量监测数据（管线顶部应变监测数据），即可实现全面监测地下管线（包括新建管线和在役管线）的整体状态和健康状况，并对危险状态进行预警。

技术特征：

1.一种地下管线监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s2，具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述knn模型的预先训练过程，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述使用所述训练矩阵和测试矩阵对knn模型进行训练和评估，具体包括：

6.一种地下管线监测预警系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取模块，具体用于：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述标准化处理模块，具体用于：

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括训练模块，用于：

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述训练模块，具体用于：初始化knn模型的k值；

技术总结
本发明涉及管线应变监测和结构安全预警技术领域，尤其涉及一种地下管线监测预警方法和系统，所述方法包括：S1、获取待监测地下管线各监测点的监测数据；S2、对所述监测数据进行标准化处理；S3、将标准化处理后的监测数据输入预先训练完成的KNN模型，预测各监测数据对应的标签参数；S4、将已知的各监测点的标签参数与模型预测的标签参数进行对比，全部或部分参数吻合则进行预警。本发明使用简单布置的分布式光纤光栅传感器，利用少量监测数据，即可实现全面监测地下管线的整体状态和健康状况，并对危险状态进行预警。

技术研发人员：刘克会,王艳霞,宋波,刘欢,张英
受保护的技术使用者：北京市科学技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15