一种物理模型试验过程智能化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物理模型试验过程智能化控制方法及系统，通过在控制服务器中设置相应的存储触发条件，过滤无效数据、减轻数据库的负担，避免试验数据的过量存储；设定存储时间，以保证试验数据量，保证数据的完整性；并在控制服务器中设置相应的失效工况试验的判断条件，还连接到远程可视化终端，与其进行实时的数据交互，远程可视化终端对其接收到的数据进行统计分析，工程师可随时通过相应的远程可视化终端对现场进行实时监控，并根据相应的统计分析结果对现场进行反馈控制。

An intelligent control method and system for physical model test process

【技术实现步骤摘要】
一种物理模型试验过程智能化控制方法及系统
本专利技术涉及物理模型实验智能化控制
，尤其涉及一种物理模型试验过程智能化控制方法及系统。
技术介绍
悬浮隧道SFT(SubmergedFloatingTunnel)是一种建设悬浮于水中的一种大型跨海交通构筑物，是继跨海大桥、海底隧道后又一种人类未来实现深海峡湾跨越的重大交通运输工程，是未来解决峡湾跨越、深海通道等重大交通工程的重要方式，对引领我国未来交通运输发展具有重要的战略意义。悬浮隧道工程技术研究将利用数学模型、物理模型、理论分析、设计评估等多种手段，开展悬浮隧道涉及的水动力与结构、锚固系统、连接结构、工程材料、施工工法及装备等一系列专题研究，拟在工程理论、关键技术及施工装备等方面形成多项突破。这些创新将引领和推动中国在水动力学、流固耦合、结构岩土、工程材料等多个学科和领域的进步，将为交通强国建设提供重要的科技支撑。由于悬浮隧道所处环境较为复杂，与其相对应的三维物理模型试验中会涉及到对众多物理量的采集(图1示出了目前建立的针对于悬浮隧道的三维物理模型试验的部分模型结构示意图)。然而现有针对于悬浮隧道的水动力试验方法仅靠人工进行判断并控制数据存储的启停，存在容易造成部分特征数据丢失或者无效数据采集过多的问题，前者会导致试验结果失真，后者可能会造成悬浮隧道试验数据存储库过载，两者均不利于悬浮隧道试验最终成果的提取，甚至可能导致试验失败；从而难以为悬浮隧道工程的建设提供相应的理论支持。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种物理模型试验过程智能化控制方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括以下各方面。一种物理模型试验过程智能化控制方法，包括：控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出采集指令，以使所述多个测量模块开始采集工况数据并向所述控制服务器的同步数据采集区上传其采集到的工况数据；根据待模拟的目标工况的类型，控制服务器通过其指令控制区向对应的试验设备发出智能启动指令；当启动相应的试验设备对所述待模拟的目标工况进行模拟时，所述同步数据采集区向数据库服务器同步传输其接收到的工况数据；所述指令控制区对所述同步数据采集区中由多个测量模块上传的工况数据进行实时监测；并对其监测到的工况数据进行误差判断，当监测到所述工况数据误差小于预设值时，判断当前目标工况趋于稳定，向数据库服务器发出存储指令；当监测到存储所述工况数据的时间达到预设存储时间时，所述指令控制区向数据库服务器发出停止存储指令，并对所启动的试验设备发出关闭指令；当模拟完所有待模拟的目标工况并完成相应的工况数据存储后，所述控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出关闭指令。优选的，所述数据库服务器包括临时数据库和正式数据库；当接收到指令控制区发出的存储指令时，所述临时数据库将同步数据采集区同步传输的工况数据发送至正式数据库，由正式数据库进行存储；当接收到指令控制区发出的停止存储指令时，所述临时数据库停止向正式数据库发送数据，所述正式数据库不再接收数据。优选的，还包括在控制服务器的指令控制区中设定工况数据预设值，以使所述指令控制区根据所述工况数据预设值对其实时监测的工况数据进行失效试验工况判断；当所述指令控制区监测到同步数据采集区中的工况数据超过所述工况数据预设值时，判定当前目标工况的模拟为失效试验工况，向对应的试验设备发出关闭指令、停止试验；并向数据库服务器发出数据删除指令，数据库服务器中的正式数据库根据所述删除指令对其存储的指令进行删除。优选的，所述目标工况包括：纯流工况、纯浪工况、波浪工况；所述纯浪工况包括规则波工况、不规则波工况。优选的，所述预设存储时间依据目标工况的类型进行设定；其中，对于纯流工况，所述预设存储时间不低于十分钟；对于规则波工况，所述预设存储时间不低于1分钟；对于不规则波工况，所述预设存储时间不低于3分钟；对于波浪工况，所述预设存储时间不低于十分钟。优选的，所述同步数据采集区在接收所述多个测量模块上传的工况数据的同时，向远程可视化终端同步传输其接收到的所有工况数据；所述远程可视化终端对其接收到的工况数据进行统计分析，并根据其统计分析的结果对控制服务器进行反馈控制。优选的，所述反馈控制包括：当所述统计分析结果显示相应的工况数据超过工况数据预设值时，实时控制所述指令控制区向对应的试验设备发出关闭指令。优选的，所述反馈控制还包括：根据一定时间段的统计分析结果，对所述指令控制区中设定的预设存储时间进行调整。优选的，在控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出采集指令之前，通过其同步数据采集区对多个测量模块进行时钟标定。优选的，所述时钟标定具体为：多个测量模块基于测量总控制器的时钟值对其中的多个测量传感器的时钟值进行时钟同步，以将所述多个测量传感器的时钟同步到第一预设数量级；同步数据采集区依次基于自身时钟值对所述多个测量模块进行时钟调整，以通过所述时钟调整过程将所述多个测量模块时钟同步到第二预设数量级；所述第一预设数量级应小于或等于所述第二预设数量级。优选的，所述时钟调整包括：所述同步数据采集区通过其控制指令交互接口依次访问多个测量模块，获取其访问的测量模块的时钟值；并将获取到的时钟值与自身当前时钟值进行比较，得到时钟调整量，再发出相应的控制指令控制其访问的测量模块根据所述时钟调整量进行调整；其中，将所述同步数据采集区访问的测量模块的时钟值、同步数据采集区自身当前时钟值精确取值到第二预设数量级，所述时钟调整量＝同步数据采集区自身当前时钟值-所述第一测量模块时钟值。优选的，所述第二预设数量级应小于或等于10-6s。一种物理模型试验过程智能化控制系统，包括：控制服务器，包括指令控制区和同步数据采集区；所述指令控制区用于向多个测量模块发出采集指令，以使所述多个测量模块开始采集工况数据并向控制服务器的同步数据采集区上传其采集到的工况数据；并根据待模拟的目标工况的类型，向对应的试验设备发出智能启动指令，以对所述待模拟的目标工况进行模拟；对所述同步数据采集区中由多个测量模块上传的工况数据进行监测，当监测到所述工况数据趋于稳定时，所述指令控制区向数据库服务器发出存储指令；并当监测到存储所述工况数据的时间达到预设存储时间时，向数据库服务器发出停止存储指令；并能够在监测工况数据的过程中，根据设定的工况数据预设值进行失效试验工况判断，当判定当前工况为失效试验工况时，向对应的试验设备发出关闭指令，向数据库服务器发出数据删除指令；并在模拟完所有待模拟的目标工况并完成相应的工况数据存储后，向多个测量模块发出关闭指令；所述同步数据采集区用于多个测量模块进行时钟标定；接收所述工况数据，并将所述工况数据同步传输至数据库服务器；多个测量模块，用于执行同步数据采集区的时钟标定指令；并基于指令控制区发出的采集指令采集工况数据并向所述同步数据采集区上传其采集到的工况数据；基于指令控制区的关闭指令进行关闭；试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理模型试验过程智能化控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出采集指令，以使所述多个测量模块开始采集工况数据并向所述控制服务器的同步数据采集区上传其采集到的工况数据；/n根据待模拟的目标工况的类型，控制服务器通过其指令控制区向对应的试验设备发出智能启动指令；当启动相应的试验设备对所述待模拟的目标工况进行模拟时，所述同步数据采集区向数据库服务器同步传输其接收到的工况数据；/n所述指令控制区对所述同步数据采集区中由多个测量模块上传的工况数据进行实时监测；并对其监测到的工况数据进行误差判断，当监测到所述工况数据误差小于预设值时，判断当前目标工况趋于稳定，向数据库服务器发出存储指令；当监测到存储所述工况数据的时间达到预设存储时间时，所述指令控制区向数据库服务器发出停止存储指令，并对所启动的试验设备发出关闭指令；/n当模拟完所有待模拟的目标工况并完成相应的工况数据存储后，所述控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出关闭指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种物理模型试验过程智能化控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出采集指令，以使所述多个测量模块开始采集工况数据并向所述控制服务器的同步数据采集区上传其采集到的工况数据；
根据待模拟的目标工况的类型，控制服务器通过其指令控制区向对应的试验设备发出智能启动指令；当启动相应的试验设备对所述待模拟的目标工况进行模拟时，所述同步数据采集区向数据库服务器同步传输其接收到的工况数据；
所述指令控制区对所述同步数据采集区中由多个测量模块上传的工况数据进行实时监测；并对其监测到的工况数据进行误差判断，当监测到所述工况数据误差小于预设值时，判断当前目标工况趋于稳定，向数据库服务器发出存储指令；当监测到存储所述工况数据的时间达到预设存储时间时，所述指令控制区向数据库服务器发出停止存储指令，并对所启动的试验设备发出关闭指令；
当模拟完所有待模拟的目标工况并完成相应的工况数据存储后，所述控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出关闭指令。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据库服务器包括临时数据库和正式数据库；当接收到指令控制区发出的存储指令时，所述临时数据库将同步数据采集区同步传输的工况数据发送至正式数据库，由正式数据库进行存储；当接收到指令控制区发出的停止存储指令时，所述临时数据库停止向正式数据库发送数据。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在控制服务器的指令控制区中设定工况数据预设值，以使所述指令控制区根据所述工况数据预设值对其实时监测的工况数据进行失效试验工况判断；当所述指令控制区监测到同步数据采集区中的工况数据超过所述工况数据预设值时，判定当前目标工况的模拟为失效试验工况，向对应的试验设备发出关闭指令、停止试验；并向数据库服务器发出数据删除指令，数据库服务器中的正式数据库根据所述删除指令对其存储的指令进行删除。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标工况包括：纯流工况、纯浪工况、波浪工况；所述纯浪工况包括规则波工况、不规则波工况。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设存储时间依据目标工况的类型进行设定；
其中，对于纯流工况，所述预设存储时间不低于十分钟；对于规则波工况，所述预设存储时间不低于1分钟；对于不规则波工况，所述预设存储时间不低于3分钟；对于波浪工况，所述预设存储时间不低于十分钟。


6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述同步数据采集区在接收所述多个测量模块上传的工况数据的同时，向远程可视化终端同步传输其接收到的所有工况数据；所述远程可视化终端对其接收到的工况数据进行统计分析，并根据其统计分析的结果对控制服务器进行反馈控制。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反馈控制包括：当所述统计分析结果显示相应的工况数据超过工况数据预设值时，实时控制所述指令控制区向对应的试验设备发出关闭指令。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反馈控制还包括：根据一定时间段的统计分析结果，对所述指令控制区中设定的预设存储时间进行调整。


9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制服务器通过其指令控制区向多个测量模块发出采集指令之前，通过其同步数据采集区对多个测量模块进行时钟标定。


10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述时钟标定具体为：
多个测量模块基于测量总控制器的时钟值对其中的多个测量传感器的时钟值进行时钟同步，以将所述多个测量传感器的时钟同步到第一预设数量级；同步数据采集区依次基于自身时钟值对所述多个测量模块进行时钟调整，以通过所述时钟调整过程将所述多个测量模块时钟同步到第二预设数量级；所述第一预设数量级应小于或等于所述第二预设数量级。


11.根据权利要10所述的方法，其特征在于，所述时钟调整包括：
所述同步数据采集区通过其控制指令交互接口依次访问多个测量模块，获取其访问的测量模块的时钟值；并将获取到的时钟值与自身当前时钟值进行比较，得到时钟调整量，再发出相应的控制指令控制其访问的测量模块根据所述时钟调整量进行调整；其中，将所述同步数据采集区访问的测量模块的时钟值、同步数据采集区自身当前时钟值精确取值到第二预设数量级，所述时钟调整量＝同步数据采集区自身当前时钟值-所述第一测量模块时钟值。


12.根据权利要求9-11任一所述的方法，其特征在于，所述第二预设数量级应小于或等于10-6s。


13.一种物理模型试验过程智能化控制系统，其特征在于，所述系统包括：
控制服务器，包括指令控制区和同步数据采集区；所述指令控制区用于向多个测量模块发出采集指令，以使所述多个测量模块开始采集工况数据并向控制服务器的同步数据采集区上传其采集到的工况数据；并根据待模拟的目标工况的类型，向对应的试验设备发出智能启动指令，以对所述待模拟的目标工况进行模拟；对所述同步数据采集区中由多个测量模块上传的工况数据进行监测，当监测到所述工况数据趋于稳定时，所述指令控制区向数据库服务器发出存储指令；并当监测到存储所述工况数据的时间达到预设存储时间时，向数据库服务器发出停止存储指令；并能够在监测工况数据的过程中，根据设定的工况数据预设值进行失效试验工况判断，当判定当前工况为失效试验工况时，向对应的试验设备发出关闭指令，向数据库服务器发出数据删除指令；并在模拟完所有待模拟的目标工况并完成相应的工况数据存储后，向多个测量模块发出关闭指令；
所述同步数据采集区用于多个测量模块进行时钟标定；接收所述工况数据，并将所述工况数据同步传输至数据库服务器；
多个测量模块，用于执行同步数据采集区的时钟标定指令；并基于指令控制区发出的采集指令采集工况数据并向所述同步数据采集区上传其采集到的工况数据；基于指令控制区的关闭指令进行关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁川，林巍，周卓炜，宋奎，
申请(专利权)人：中国交通建设股份有限公司，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11