一种大体积混凝土温度数值预测及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大体积混凝土温度数值预测及控制方法，包括如下步骤：大体积混凝土内部埋设有测温装置，测温装置连接至数据采集装置，数据采集装置采集温度传感器的温度数据，并将数据传输至服务器，其中，某一个测温装置的监测数据为(

A numerical prediction and control method of mass concrete temperature

【技术实现步骤摘要】
一种大体积混凝土温度数值预测及控制方法
本专利技术涉及一种大体积混凝土温度数值预测及控制方法，属于大体积混凝土施工

技术介绍
《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）第8.7.3-2条规定，混凝土结构构件表面以内40mm～80mm位置处的温度与混凝土结构构件内部的温度差值不宜大于25℃，且与混凝土结构构件表面温度的差值不宜大于25℃。因此，对于大体积混凝土结构需要监测混凝土内部温度，并预测温度变化趋势，以便使大体积混凝土的温度满足规范要求。大体积混凝土的温度预测问题属于时间序列预测问题。目前，这类预测问题的预测模型和方法已有大量的积累，包括：朴素估计方法、简单平均方法、滑动窗平均方法、简单指数平滑方法、Holt’s线性趋势方法、Holt-winters方法、Arima方法、PROPHET方法等。然而，这类算法均存在模型固定、自我修正能力差的问题，他们预测模型是固定的，不会随着历史数据的变化特征进行修正。因此，上述大部分的时间预测模型在混凝土监测中存在预测精度差的问题。
技术实现思路
针对现有大体积混凝土的温度预测方法均存在模型固定、自我修正能力差的问题，本专利技术提供了一种大体积混凝土温度数值预测方法，是一种具有自我修正能力的时间序列预测模型。为解决以上技术问题，本专利技术包括如下技术方案：一种大体积混凝土温度数值预测方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，大体积混凝土内部埋设有测温装置，测温装置连接至数据采集装置，数据采集装置采集温度传感器的温度数据，并将数据传输至服务器；其中，某一个测温装置的监测数据为(t1,f1),(t2,f2),…,(ti-1,fi-1),(ti,fi)；tk和fk分别表示该测温装置的第k次数据的监测时间和温度；k=1,2,…i；t1<t2<…ti-1<ti；步骤二，根据公式一预测该测温装置在时间点ti+1时刻的温度fi+1；，（公式一）其中，n1、n2、n3分别为关于时刻节点ti-2、ti-1、ti的拉格朗日插值基在时刻ti+1的值，c1、c2、c3为修正系数，其中，，，，；矩阵上标[]-1表示矩阵求逆运算；n11、n12、n13表示关于时刻节点ti-3,ti-2和ti-1的拉格朗日插值基在时刻ti的值；n21、n22、n23表示关于时刻节点ti-4,ti-3和ti-2的拉格朗日插值基在时刻ti-1的值；n31、n32、n33表示关于时刻节点ti-5,ti-4和ti-3的拉格朗日插值基在时刻ti-2的值。进一步，步骤二中，根据公式二预测该测温装置在时间点ti+1时刻的温度fi+1；，（公式二）其中，n1、n2、n3、n4分别为关于时刻节点ti-3、ti-2、ti-1、ti的拉格朗日插值基在时刻ti+1的值，c1、c2、c3、c4为修正系数，其中，，，，，；矩阵上标[]-1表示矩阵求逆运算；n11、n12、n13、n14表示关于时刻节点ti-4,ti-3,ti-2和ti-1的拉格朗日插值基在时刻ti的值；n21、n22、n23、n24表示关于时刻节点ti-5,ti-4,ti-3和ti-2的拉格朗日插值基在时刻ti-1的值；n31、n32、n33、n34表示关于时刻节点ti-6,ti-5,ti-4和ti-3的拉格朗日插值基在时刻ti-2的值；n41、n42、n43、n44表示关于时刻节点ti-7,ti-6,ti-5和ti-4的拉格朗日插值基在时刻ti-3的值。相应地，本专利技术还提供了一种大体积混凝土温度控制方法，大体积混凝土内部在同一个测点沿垂直方向布设M个测温装置，根据测温传感器的监测数据，确定ti时刻M个测温装置的温度数据最大值fimax和最小值fimin，以及fimax、fimin对应的测温装置之间的距离L1；采用所述的大体积混凝土温度数值预测方法预测ti+1时刻M个测温装置的温度数据，并确定温度数据的最大值fi+1max和最小值fi+1min，以及fi+1max、fi+1min对应的测温装置之间的距离L2，若满足公式三则对大体积混凝土采取温控措施；（公式三）其中，T为设定的温度常数，且T<25℃。进一步，大体积混凝土内部设置有若干层水管，每一层的水管至少与一个水泵连接，大体积混凝土外部设置的水箱，水泵用于将水箱中的水输送至大体积混凝土内部设置有若干水管中；所述的对大体积混凝土采取温控措施，是启动fi+1max对应的测温装置附近的水管对应的水泵，对fi+1max对应的测温装置附近区域的混凝土进行降温。进一步，所述的对大体积混凝土采取温控措施，采用自动温控装置进行温度控制；所述自动温控装置包括电发热装置和电流自动调控装置；其中电发热装置设置于混凝土表面，通过电源线外接电源，通过电流自动调控装置控制发热功率。进一步，电发热装置包括分布在大体积混凝土表面的若干发热元器件，发热元器件分为若干组，每一组发热元器件串联设置，而不同组之间的发热元器件并联设置，每一组发热元器件设置一个控制开孔，当判定需要启用控温措施时，通过控制开关启动fi+1min对应的测温装置附近的发热元器件进行散热，并通过电流自动调控装置调节需要的电流。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：（1）本专利技术提出的时间序列预测模型适用于变步长时间序列的短期预测，支持任意长度时间范围内的预测；（2）仅需调用预测点附近少数历史数据，即可实现温度数据预测，算法计算简便，容易编制对应的计算机程序，而且每一次的预测计算量小，可显著提高预测效率；（3）本专利技术提出的算法具有自我修正的特点，随着实测数据的变化，系数ci(i=1,2,…)会实时更新，而现有的温度预测的算法的各种系数多为常数，与之相比，本专利技术中的大体积混凝土温度数值预测方法与实测结果更接近，有利于对大体积混凝土结构内部温度进行有效控制，从而减少混凝土内部的温度裂缝。附图说明图1为本专利技术中的大体积混凝土温度数值预测方法示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种大体积混凝土温度数值预测及控制方法作进一步详细说明。结合下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例一如图1所示，本实施例提供的一种大体积混凝土温度数值预测方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，大体积混凝土内部埋设有测温装置，测温装置连接至数据采集装置，数据采集装置采集温度传感器的温度数据，并将数据传输至服务器；其中，某一个测温装置的监测数据为(t1,f1),(t2,f2),…,(ti-1,fi-1),(ti,fi)；tk和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大体积混凝土温度数值预测方法，其特征在于，/n所述方法包括如下步骤：/n步骤一，大体积混凝土内部埋设有测温装置，测温装置连接至数据采集装置，数据采集装置采集温度传感器的温度数据，并将数据传输至服务器；其中，某一个测温装置的监测数据为(

【技术特征摘要】
1.一种大体积混凝土温度数值预测方法，其特征在于，
所述方法包括如下步骤：
步骤一，大体积混凝土内部埋设有测温装置，测温装置连接至数据采集装置，数据采集装置采集温度传感器的温度数据，并将数据传输至服务器；其中，某一个测温装置的监测数据为(t1,f1),(t2,f2),…,(ti-1,fi-1),(ti,fi)；

t

k
和fk分别表示该测温装置的第k次数据的监测时间和温度；k=1,2,…i；t1<t2<…ti-1<ti；
步骤二，根据公式一预测该测温装置在时间点ti+1时刻的温度fi+1；

，（公式一）
其中，n1、n2、n3分别为关于时刻节点ti-2、ti-1、ti的拉格朗日插值基在时刻ti+1的值，c1、c2、c3为修正系数，其中，

，

，

，

；
矩阵上标[]-1表示矩阵求逆运算；n11、n12、n13表示关于时刻节点ti-3,ti-2和ti-1的拉格朗日插值基在时刻ti的值；n21、n22、n23表示关于时刻节点ti-4,ti-3和ti-2的拉格朗日插值基在时刻ti-1的值；n31、n32、n33表示关于时刻节点ti-5,ti-4和ti-3的拉格朗日插值基在时刻ti-2的值。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，根据公式二预测该测温装置在时间点ti+1时刻的温度fi+1；

，（公式二）
其中，n1、n2、n3、n4分别为关于时刻节点ti-3、ti-2、ti-1、ti的拉格朗日插值基在时刻ti+1的值，c1、c2、c3、c4为修正系数，其中，







；
矩阵上标[]-1表示矩阵求逆运算；n11、n12、n13、n14表示关于时刻节点ti-4,ti-3,ti-2和ti-1的拉格朗日插值基在时刻ti的值；n21、n22、n23、n24表示关于时刻节点ti-5,ti-4,ti-3和ti-2的拉格朗日插值基在时刻ti-1的值；n31、n32、n33、n34表示关于时刻节点ti-6,ti-5,ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚剑，何光辉，李鑫奎，况中华，沈志勇，周向阳，严再春，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31