一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法技术

本发明专利技术公开了一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采集倾斜砖石古塔的数据，其包括：古塔的建筑年龄、高度、地上层建筑面积、地上层建筑面积、古塔总面积以及倾斜角度；根据所述倾斜砖石古塔的数据获取所述倾斜砖石古塔对应的预设评估指标

A Monitoring Method for Rectifying Deviation of Inclined Masonry Ancient Pagoda

【技术实现步骤摘要】
一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法
本专利技术涉及倾斜砖石古塔保护领域，具体涉及一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法。
技术介绍
砖石古塔在各类塔中数量最多，这是由砖的材料性质所决定的，砖由粘土烧制，其在结构上的耐久性和稳定性与石材接近，远胜于夯土和木材，又具有易于施工的特点，可以相对轻易地砌出各种造型并进行各式雕刻，明清两代，制砖工业迅速发展，各类砖塔大量涌现，以至于难以见到其他材料建造的高塔了。塔砖之间的粘合材料也是对砖塔稳定性产生很大影响的因素，唐代砖塔多以粘性稍差的黄泥为灰浆，宋辽以后在黄泥浆中加入一定的石灰和稻壳，使其粘合力有所增加，从明代开始，砌塔全部使用石灰浆，使得明、清塔的稳定性有极大提高。但以砖砌成的塔也有一些弊端，尤其是砖塔之间的缝隙多，特别在南方极易生长植物，无论杂草还是树木，根系深入塔身后都会逐渐破坏塔的结构，甚至最终导致塔的坍塌。因此需要监视系统对倾斜砖石古塔进行合理的监视，针对倾斜砖石古塔所存在的风险问题进行监视。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，本专利技术的专利技术目的之一是通过计算预设评估指标和风险评估指数对倾斜砖石古塔进行风险判断。本专利技术的专利技术目的之二是通过BP神经网络对倾斜砖石古塔进行风险判断，进而能够对倾斜砖石古塔进行有效保护。本专利技术提供的技术方案为：一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，包括如下步骤：步骤一、采集倾斜砖石古塔的数据，其包括：古塔的建筑年龄、高度、地上层建筑面积、地上层建筑面积、古塔总面积以及倾斜角度；根据所述倾斜砖石古塔的数据获取所述倾斜砖石古塔对应的预设评估指标步骤二、当时，采集所述倾斜砖石古塔所处的环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度，根据所述环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度对所述预设评估指标进行处理得到风险评估指数ξ；步骤三、根据所述环境温度、所述环境湿度、所述倾斜角度、所述土壤紧实度和所述风险评估指数进行所述倾斜砖石古塔的倾斜风险状态判断，以此对所述倾斜砖石古塔进行监视。优选的是，在所述步骤一中，所述预设评估指标计算过程为：其中，κ为第一校正系数，H为建筑高度，θ为待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度，SU为地上层建筑面积，SD为地下层建筑面积，SA为建筑总面积，δ1为地上层建筑面积校正系数，δ2为地下层建筑面积校正系数，δ1+δ2＝0.95，δ3为建筑总面积校正系数，取值为0.53～0.62。优选的是，当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄不大于500年时，κ取值为0.89～1.09；以及当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄大于500年时，κ取值为1.08～1.13。优选的是，在所述步骤二中，所述风险评估指数ξ计算过程为式中，RH为环境湿度，T为环境温度，θ为待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度，P为土壤紧实度，RH0为比较环境湿度，F0为比较风力等级，P0为比较土壤紧实度，e为自然对数的底数，λ为第二校正系数，A为经验常数。优选的是，λ取值为0.2，A取值为1.17。优选的是，在所述步骤三中，通过建立BP神经网络模型对所述倾斜风险状态判断，包括如下步骤：步骤1、按照采样周期，通过温度传感器采集待监视倾斜砖石古塔的环境温度T，通过湿度传感器采集待监视倾斜砖石古塔的环境湿度RH，通过图像探测器采集待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度θ，通过土壤紧实度检测仪采集待监视倾斜砖石古塔的土壤紧实度P，所述风险评估指数ξ；步骤2、依次将上述参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5}，其中，x1为环境温度系数、x2为环境湿度系数、x3为倾斜角度系数、x4为土地紧实度系数，x5为风险评估指数系数；步骤3、所述输入层向量映射到隐层，所述隐层向量y＝{y1,y2,…,ym}，m为隐层节点个数；步骤4、得到输出层向量o＝{o1,o2}；o1为倾斜砖石古塔的安全状态系数、o2为故障信号，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2}；其中，当o1为1时，倾斜砖石古塔处于安全状态，当o1为0时，倾斜砖石古塔处于危险状态；当o2为1时，监视装置工作正常，当o2为0时，监视装置工作异常，停止工作。优选的是，在所述步骤3中，所述隐层节点个数m满足：其中，n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。优选的是，在所述步骤2中，将环境温度T、环境湿度RH、倾斜角度θ、土壤紧实度P和风险评估指数ψ进行规格化的公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为测量参数T、RH、θ、P、ξ，j＝1,2,3,4,5；Xjmax和Xjmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值。优选的是，所述隐层及所述输出层的激励函数均采用S型函数fj(x)＝1/(1+e-x)。本专利技术与现有技术相比较所具有的有益效果：本专利技术通过建立倾斜砖石古塔监视系统，通过计算预设评估指标和风险评估指数和基于BP神经网络对风险状态进行判断，根据风险等级对倾斜砖石古塔进行有效合理保护。具体实施方式下面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。本专利技术提供倾斜砖石古塔监视系统，包括：温度传感器用于监测待监视倾斜砖石古塔的环境温度；湿度传感器用于监测待监视倾斜砖石古塔的环境湿度；多个图像探测器用于采集待监视倾斜砖石古塔的图像，监测待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度；土壤紧实度检测仪用于监测待监视倾斜砖石古塔的土壤紧实度。本专利技术中还包括：前端采集模块与温度传感器、湿度传感器、多个图像探测器和土壤紧实度检测仪同时相连，用于采集待监视倾斜砖石古塔的环境指标信息数据；数据输入模块用于输入采集待监视倾斜砖石古塔的指标信息数据；数据接收与存储模块接收所述采集模块和所述数据输入模块发送的信息；服务模块接收所述数据接收与存储模块发送的数据，并将所述指标信息数据进行计算并输出风险状态；显示模块与所述服务模块连接，用于显示所述风险状态。本专利技术还提供了用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，包括如下步骤：步骤一、采集倾斜砖石古塔的数据，其包括：古塔的建筑年龄、高度、地上层建筑面积、地上层建筑面积、古塔总面积以及倾斜角度；根据所述倾斜砖石古塔的数据获取所述倾斜砖石古塔对应的预设评估指标步骤二、当时，采集所述倾斜砖石古塔所处的环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度，根据所述环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度对所述预设评估指标进行处理得到风险评估指数ξ；步骤三、根据所述环境温度、所述环境湿度、所述倾斜角度、所述土壤紧实度和所述风险评估指数进行所述倾斜砖石古塔的倾斜风险状态判断，以此对所述倾斜砖石古塔进行监视。在另一种实施例中，预设评估指标计算过程为：其中，κ为第一校正系数，H为建筑高度，θ为待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度，SU为地上层建筑面积，SD为地下层建筑面积，SA为建筑总面积，δ1为地上层建筑面积校正系数，δ2为地下层建筑面积校正系数，δ1+δ2＝0.95，δ3为建筑总面积校正系数，取值为0.53～0.62，当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄不大于500年时，κ取值为0.89～1.09，当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄大于500年时，κ取值为1.08～1.13；作为一种优选，在本实施例中，δ1取值为0.53，δ2取值为0.42，δ3取值为0.59，当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄不大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采集倾斜砖石古塔的数据，其包括：古塔的建筑年龄、高度、地上层建筑面积、地上层建筑面积、古塔总面积以及倾斜角度；根据所述倾斜砖石古塔的数据获取所述倾斜砖石古塔对应的预设评估指标

【技术特征摘要】
1.一种用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采集倾斜砖石古塔的数据，其包括：古塔的建筑年龄、高度、地上层建筑面积、地上层建筑面积、古塔总面积以及倾斜角度；根据所述倾斜砖石古塔的数据获取所述倾斜砖石古塔对应的预设评估指标步骤二、当时，采集所述倾斜砖石古塔所处的环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度，根据所述环境温度、环境湿度、倾斜角度和土壤紧实度对所述预设评估指标进行处理得到风险评估指数ξ；步骤三、根据所述环境温度、所述环境湿度、所述倾斜角度、所述土壤紧实度和所述风险评估指数进行所述倾斜砖石古塔的倾斜风险状态判断，以此对所述倾斜砖石古塔进行监视。2.如权利要求1所述的用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述预设评估指标计算过程为：其中，κ为第一校正系数，H为建筑高度，θ为待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度，SU为地上层建筑面积，SD为地下层建筑面积，SA为建筑总面积，δ1为地上层建筑面积校正系数，δ2为地下层建筑面积校正系数，δ1+δ2＝0.95，δ3为建筑总面积校正系数，取值为0.53～0.62。3.如权利要求2所述的用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄不大于500年时，κ取值为0.89～1.09；以及当所述倾斜砖石古塔的建筑年龄大于500年时，κ取值为1.08～1.13。4.如权利要求2所述的用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述风险评估指数ξ计算过程为式中，RH为环境湿度，T为环境温度，θ为待监视倾斜砖石古塔的倾斜角度，P为土壤紧实度，RH0为比较环境湿度，F0为比较风力等级，P0为比较土壤紧实度，e为自然对数的底数，λ为第二校正系数，A为经验常数。5.如权利要求2所述的用于倾斜砖石古塔纠偏的监视方法，其特征在于，λ取值为0.2，A取值为1.17。6.如权利要求2或3所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵兵，蔡葳蕤，裴爽，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21