一种基于关联分析的建筑安全检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，包括：步骤一、通过传感器采集建筑物的振动数据帧、压力数据帧、温度数据帧、湿度数据帧，并对传输过来的数据帧进行信号特征提取；步骤二、根据步骤一中提取出的特征数据，得出拟合公式来计算建筑物的安全系数；步骤三、将步骤二得到的安全系数结合建筑物结构参数和建筑物材料性能参数输入模糊控制器得到建筑物的综合评价系数；步骤四、步骤三中的综合评价系数通过关联分析方法确定建筑物对应的安全等级，即得到建筑物检测数据和建筑物安全等级的数据关系模型；步骤五、利用步骤三得出的数据关系模型对建筑物的安全等级进行预测分析，能够用于评定建筑物安全等级，为建筑安全提供决策支持。

A method of building safety detection based on correlation analysis

The invention discloses a building safety detection method based on correlation analysis, which includes: step 1: collecting the vibration data frame, pressure data frame, temperature data frame and humidity data frame of the building through sensors, and extracting the signal characteristics of the transmitted data frame; step 2: extracting the signal characteristics according to step 1 According to the characteristic data, the fitting formula is obtained to calculate the safety factor of the building; step three, the safety factor obtained in step two is combined with the structural parameters of the building and the material performance parameters of the building and input into the fuzzy controller to get the comprehensive evaluation coefficient of the building; step four and step three are combined with the correlation analysis to get the comprehensive evaluation coefficient of the building. Methods To determine the corresponding safety level of buildings, that is, to get the data relationship model between the building detection data and the building safety level; Step 5, to use the data relationship model of step 3 to predict and analyze the building safety level, which can be used to evaluate the building safety level and provide decision support for building safety. Hold.

【技术实现步骤摘要】
一种基于关联分析的建筑安全检测方法
本专利技术涉及安全检测领域，尤其涉及一种基于关联分析的建筑安全检测领域。
技术介绍
随着经济不断发展，人们生活质量不断提升，我国建筑工程建设也开始了迅猛的发展，相关部门对建筑结构的安全也越来越重视。目前建筑结构的安全检测基本上是传统的检测方式，主要利用人工手段实现，但是随着建筑物越来越高，人工进行检测的手段变得越来越难以实现，而且对于建筑物的安全要求也越来越高，人工的检测存在很大的偏差，为此，为了更加精确的把握建筑结构的安全性，设计一种通过传感器采集数据基于数据分析的建筑安全检测方法是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，能够用于评定建筑物安全等级，为建筑安全提供决策支持。本专利技术提供的技术方案为：一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，包括：步骤一、通过传感器采集建筑物的振动数据帧、压力数据帧、温度数据帧、湿度数据帧，并对传输过来的数据帧进行信号特征提取；步骤二、根据所述特征数据，得出拟合公式来计算建筑物的安全系数；步骤三、将所述安全系数结合建筑物结构参数和建筑物材料性能参数输入模糊控制器得到建筑物的综合评价系数；步骤四、所述综合评价系数通过关联分析方法确定建筑物对应的安全等级，得到关于建筑物安全等级的数据关系模型；步骤五、利用所述数据关系模型对建筑物的安全等级进行预测分析。优选的是，在所述步骤一中对数据帧进行信号特征提取，包括：其中，F(ω)为f(t)的象函数，f(t)为F(ω)的原函数。优选的是，所述拟合公式为：其中，x为建筑物对应的安全系数，A为建筑物的振动位移，E1为建筑物所受压力值，μ为建筑物环境温度，λ为建筑物环境湿度，σ为作用系数，其数值为0.169。优选的是，所述建筑物结构参数计算公式为：其中，G为建筑物结构参数，k2为校正系数，其数值为0.894，ω为建筑物倾角，D0为建筑物表面积，V为建筑物体积，k1为受力系数。优选的是，所述建筑物材料性能参数的计算公式为：其中，ψ为建筑物材料性能参数，A为建筑物的振动位移，Kb为材料硬度，L为建筑物高度，E1为建筑物所受压力值。优选的是，所述步骤三中建筑物结构参数和建筑物材料性能参数的模糊集为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。优选的是，所述模糊控制器的输入和输出变量的隶属度函数均选择三角形隶属度函数。优选的是，所述步骤四的数据关系模型为：其中，xi为建筑物对应的安全系数，对m个建筑物进行安全系数计算，yi为建筑物对应的安全等级。本专利技术所述的有益效果本专利技术设计开发了一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，解决了人工进行检测的手段变得越来越难以实现和人工评定不准确的问题，能够用于评定建筑物安全等级，为建筑安全提供决策支持。本专利技术提供的信号处理方法对数据进行特征提取，根据提取到的数据特征，利用离线训练阶段得到的关联规则进行关联判定，得到检测结果，准确性高。附图说明图1为本专利技术所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法的流程图。图2为本专利技术所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法的结构框图。图3为本专利技术所述的建筑物材料性能参数变化率信号e3的隶属度函数表。图4为本专利技术所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法另一实施例的流程图。图5为本专利技术所述的实时数据监测框架示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1-2所示，本专利技术提供的基于关联分析的建筑物安全检测方法，包括：步骤S110、通过加速度传感器、应力传感器、温湿度传感器采集建筑物的振动数据帧、压力数据帧、温度数据帧、湿度数据帧，并对传输过来的数据帧进行信号特征提取；通过无线/有线传输方式传输给信号处理模块，利用信号处理方法对传输过来的数据帧进行信号特征提取，信号处理方法具体包括：由离散傅里叶变换将信号分解成幅值谱——显示与频率对应的幅值大小；傅里叶变换公式如下：其中F(ω)为f(t)的象函数，f(t)为F(ω)的原函数；步骤S120、根据步骤S110中提取出的特征数据，得出拟合公式来计算建筑物的安全系数，拟合公式为：其中，x为建筑物对应的安全系数，A为建筑物的振动位移，E1为建筑物所受压力值，μ为建筑物环境温度，λ为建筑物环境湿度，σ为作用系数，其数值为0.169。步骤S130、将步骤S120得到的安全系数结合建筑物结构参数和建筑物材料性能参数输入模糊控制器得到建筑物的综合评价系数；建筑物结构参数计算公式为：其中，G为建筑物结构参数，k2为校正系数，其数值为0.894，ω为建筑物倾角，D0为建筑物表面积，V为建筑物体积，k1为受力系数。建筑物材料性能参数的计算公式为：其中，ψ为建筑物材料性能参数，A为建筑物的振动位移，Kb为材料硬度，L为建筑物高度，E1为建筑物所受压力值。将建筑物的安全系数变化率信号e1、建筑物结构参数变化率信号e2和建筑物材料性能参数变化率信号e3输入模糊控制器，输出为建筑物的综合评价系数q。其中，e1、e2、e3、q的实际变化范围分别为[-1，1]，[-1,1]，[-1,1]，[20,60]；E1、E2、E3的离散论域均为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，Q的离散论域为{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}则量化因子k1＝6/1，k2＝6/1，k3＝6/1比例因子k3＝10/40定义模糊子集及隶属函数：把建筑物的安全系数变化率信号e1分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出建筑物的安全系数变化率信号e1的隶属度函数表，如表1所示表1建筑物的安全系数变化率信号e1的隶属度函数表e1-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000建筑物结构参数变化率信号e2分为7个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出建筑物结构参数变化率信号e2的隶属度函数表，如表2所示。表2建筑物结构参数变化率信号e2的隶属度函数表e2-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000建筑物材料性能参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，其特征在于，包括：步骤一、通过传感器采集建筑物的振动数据帧、压力数据帧、温度数据帧、湿度数据帧，并对传输过来的数据帧进行信号特征提取；步骤二、根据所述特征数据，得出拟合公式来计算建筑物的安全系数；步骤三、将所述安全系数结合建筑物结构参数和建筑物材料性能参数输入模糊控制器得到建筑物的综合评价系数；步骤四、所述综合评价系数通过关联分析方法确定建筑物对应的安全等级，得到关于建筑物安全等级的数据关系模型；步骤五、利用所述数据关系模型对建筑物的安全等级进行预测分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于关联分析的建筑物安全检测方法，其特征在于，包括：步骤一、通过传感器采集建筑物的振动数据帧、压力数据帧、温度数据帧、湿度数据帧，并对传输过来的数据帧进行信号特征提取；步骤二、根据所述特征数据，得出拟合公式来计算建筑物的安全系数；步骤三、将所述安全系数结合建筑物结构参数和建筑物材料性能参数输入模糊控制器得到建筑物的综合评价系数；步骤四、所述综合评价系数通过关联分析方法确定建筑物对应的安全等级，得到关于建筑物安全等级的数据关系模型；步骤五、利用所述数据关系模型对建筑物的安全等级进行预测分析。2.根据权利要求1所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法，其特征在于，在所述步骤一中对数据帧进行信号特征提取，包括：其中，F(ω)为f(t)的象函数，f(t)为F(ω)的原函数。3.根据权利要求2所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法，其特征在于，所述拟合公式为：其中，x为建筑物对应的安全系数，A为建筑物的振动位移，E1为建筑物所受压力值，μ为建筑物环境温度，λ为建筑物环境湿度，σ为作用系数，其数值为0.169。4.根据权利要求3所述的基于关联分析的建筑物安全检测方法，其特征在于，所述建筑物结构参数计算公式为：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚治广，李昕，张巍，李万杰，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21