一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法技术

多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，它通过收集数据构建隧道施工动态塌方工程数据库，并根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别并对多元数据中的单元数据分别进行分析，判断其风险等级；再根据多元数据的并列性、关联性进行融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息，最后通过提示和展示方式将综合预警评价信息告知给施工人员和监测人员，为隧道塌方安全预警提供了完善的预警体系，并实时共享进程，方便工作人员进行施工和监测，可靠性和安全性高，经济实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法
本专利技术涉及一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，属于隧道施工安全监控

技术介绍
随着隧道建设的飞速发展，隧道施工安全越来越受到关注。在新奥法呈现以前的很长一段时间里，很多隧道都是依仗着以往施工的案例而动工。因为隧道工程的特殊性，塌方灾害情况在未开挖前都是不可能预见的，这就致使了此类工程仅凭以前动工的经验策划或动工必定有着一些盲目性。自从新奥法出现之后，其可以实现及时监控，即在隧道掘进的同时，将所收集的围岩信息放入其一直不断变动的设计和动工的范畴，很大程度上提高了隧道施工安全性。但是，目前还未有一套完全能够考虑多元数据的动态塌方安全综合预警体系，已有体系单一且过于依赖监控量测，导致灾害专项监测预警和监控量测预警工作分界线模糊。实际工程中，通过监控量测发现灾害后，一般继续以监控量测来进行灾害预报警，并未从灾害体客观存在情况去对灾害进行监测预警。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，可以克服现有技术的不足。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其包括以下步骤：s1、收集数据，构建隧道施工动态塌方工程数据库；包括通过勘察、设计和施工文件收集隧道施工前的基础信息，以及收集隧道施工中的动态信息；s2、风险识别；根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别，所述多元数据包括施工前的地质风险预警和施工中的地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警及监测信息预警；s3、单元数据分析；分别对地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警的信息进行单元数据分析，并判断其风险等级；s4、多元数据融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息；根据多元数据的并列性、关联性进行融合，获得隧道施工前的总体风险等级，以及施工中塌方的综合可能性等级和综合概率规模等级；s5、结果发布，实时共享预警进程；将施工动态塌方安全综合预警评价信息通过终端设备以提示和展示方式进行预警。前述步骤s1中，通过施工人员结合勘测仪器进行总体设计、总体勘察，收集隧道施工前的基础信息；在施工过程中，进行区段、断面勘察和实时监测，收集隧道施工中的动态信息。前述步骤s2中，所述地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警的数据通过区段和断面信息进行管理；监测信息预警数据通过断面信息进行管理和发布。前述地质风险预警包括施工前风险评估、施工前安全评价、施工中安全评价，其中施工前的风险评估包括总体风险和专项风险，其均根据打分法进行评估；施工前安全评价和施工中安全评价均根据层次分析法划定隧道塌方风险影响因子权重，再构建模糊评价矩阵进行评估；所述超前预报预警为根据所述隧道施工动态塌方工程数据库内的超前地质预报结果，得出可能塌方灾害的规模等级和可能性等级；所述前兆信息预警为根据监控量测过程中观察的隧道塌方前兆表征，人为的给出塌方等级和塌方结果；所述监测信息预警包括监控量测预警和专项监测预警，其根据测量仪器监测隧道断面地质信息，输出预警阀值，判断并输出预警等级。前述步骤s3中，所述单元数据分析包括单元内部监测点数据处理、数据回归分析、数据与阈值比较判断，其中回归分析预测时间点超前，则预测结果不纳入多元数据融合。前述单元数据分析中，地质风险预警：风险未处理或忽略取最大值，风险处理后应重新评估，取重新评估后的值一直存在并参与动态监测评估；超前预报预警：当次评价取最大值，风险不处理将一直存在参与动态监测评估，区段贯通后需要对风险进行重新评估；前兆信息预警：当次评价取最大值，前兆信息预警项可人为判断最大值，前兆信息预警结果仅保留很短时间段，所述时间段为1～7天或区间段贯通后消除；监控量测预警、专项监测预警：当次评价取最大值，下一条数据到来继续评价，当一天多条数据时，取多条数据评价结果最大值参与动态评价。前述步骤s4中，多元数据融合时，相同断面评价时用相同断面信息进行融合，区段包含断面评价时用断面寻找区段的包含关系进行融合，信息不全时以独立断面为主，最终以监测断面管理输出综合预警等级。前述多元数据融合时，总体风险评估结果不进行融合；施工前，专项风险评估和施工安全评价结果取较大值作为综合预警结果；施工中，专项风险评估和施工安全评价结果取较大值参与动态综合监测预警；在超前地质预报、前兆信息、监控量测、专项监测都存在时，前兆信息优先级为最高；当系统不采用前兆信息时，综合等级为多元数据等级比较取大值。施工前评价出塌方风险小于Ⅲ级时，不做专项监测预警，由监控量测预警信息与其它多元数据信息融合进行监测预警。前述单元数据分析和多元数据融合结论均以红、橙、黄、蓝标定，红色代表塌方可能性程度或塌方可能规模性程度等级最高Ⅳ级、橙色代表极高Ⅲ级、黄色代表中Ⅱ级，蓝色代表低Ⅰ级。与现有技术比较，本专利技术公开了一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其通过收集数据构建隧道施工动态塌方工程数据库，并根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别并对多元数据中的单元数据分别进行分析，判断其风险等级；再根据多元数据的并列性、关联性进行融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息，最后通过提示和展示方式将综合预警评价信息告知给施工人员和监测人员，为隧道塌方安全预警提供了完善的预警体系。本专利技术使得隧道施工监测预警数字化，其对隧道施工前的总体风险、专项风险预警信息和施工中的各种预警信息及监测信息进行融合，得到完善的施工动态塌方安全综合预警评价信息，并实时共享进程，方便工作人员进行施工和监测，施工效率高、可靠性和安全性高。另外，采用多元数据进行施工风险识别，克服了现有隧道施工中仅使用监控量测带来的不足，其根据多元数据进行分析，可以选择隧道施工中采用监控量测预警或专项监测预警或同时进行两种监测预警，可以合理分配监测资源，节省大量人力和物力，便捷性和灵活性高，经济实用性强。附图说明图1是本专利技术的总流程图。图2是本专利技术多元数据分析的流程图。图3是本专利技术多元数据融合的流程图。图4是本专利技术所述地质风险预警分析的流程图。图5是本专利技术所述监测信息预警分析的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：如图1～图5所示，一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，它包括以下步骤：s1、收集数据，构建隧道施工动态塌方工程数据库；包括通过勘察、设计和施工文件收集隧道施工前的基础信息，以及收集隧道施工中的动态信息；s2、风险识别，所述风险识别包括施工前评估和施工中评价；根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别，所述多元数据包括施工前的地质风险预警；施工中评价包括地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警；s3、单元数据分析；分别对地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警的信息进行单元数据分析，判断其风险等级；s4、多元数据融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息；根据多元数据的并列性、关联性进行融合，获得隧道施工前的总体风险等级，以及施工中塌方的综合可能性等级和综合概率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、收集数据，构建隧道施工动态塌方工程数据库；包括通过勘察、设计和施工文件收集隧道施工前的基础信息，以及收集隧道施工中的动态信息；s2、风险识别；根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别，所述多元数据包括施工前的地质风险预警和施工中的地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警及监测信息预警；s3、单元数据分析；分别对地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警的信息进行单元数据分析，并判断其风险等级；s4、多元数据融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息；根据多元数据的并列性、关联性进行融合，获得隧道施工前的总体风险等级，以及施工中塌方的综合可能性等级和综合概率规模等级；s5、结果发布，实时共享预警进程；将施工动态塌方安全综合预警评价信息通过终端设备以提示和展示方式进行预警。

【技术特征摘要】
1.一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、收集数据，构建隧道施工动态塌方工程数据库；包括通过勘察、设计和施工文件收集隧道施工前的基础信息，以及收集隧道施工中的动态信息；s2、风险识别；根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别，所述多元数据包括施工前的地质风险预警和施工中的地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警及监测信息预警；s3、单元数据分析；分别对地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警的信息进行单元数据分析，并判断其风险等级；s4、多元数据融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息；根据多元数据的并列性、关联性进行融合，获得隧道施工前的总体风险等级，以及施工中塌方的综合可能性等级和综合概率规模等级；s5、结果发布，实时共享预警进程；将施工动态塌方安全综合预警评价信息通过终端设备以提示和展示方式进行预警。2.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：步骤s1中，通过施工人员结合勘测仪器进行总体设计、总体勘察，收集隧道施工前的基础信息；在施工过程中，进行区段、断面勘察和实时监测，收集隧道施工中的动态信息。3.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：步骤s2中，所述地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警的数据通过区段和断面信息进行管理；监测信息预警数据通过断面信息进行管理和发布。4.根据权利要求3所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：所述地质风险预警包括施工前风险评估、施工前安全评价、施工中安全评价，其中施工前的风险评估包括总体风险和专项风险，其均根据打分法进行评估；施工前安全评价和施工中安全评价均根据层次分析法划定隧道塌方风险影响因子权重，再构建模糊评价矩阵进行评估；所述超前预报预警为根据所述隧道施工动态塌方工程数据库内的超前地质预报结果，得出可能塌方灾害的规模等级和可能性等级；所述前兆信息预警为根据监控量测过程中观察的隧道塌方前兆表征，人为的给出塌方等级和塌方结果；所述监测信息预警包括监控量测预警和专项监测预警，其根据测量仪器监测隧道断面地质信息，输出预警阀值，判断并输出预警等...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜镔，李昌龙，卢凤文，魏小楠，廖斌，姬同旭，万骁果，雷伟，吴维义，周森，何国华，
申请(专利权)人：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52