【技术实现步骤摘要】
一种基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法
本专利技术涉及隧道
，尤其涉及一种基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法。
技术介绍
隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物，其在施工及运营过程中容易出现自然损坏，如渗漏水灾害、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、隧道开裂、材料老化、震害和洞内空气污染等，这些病害和危害容易产生损伤累积，使隧道结构的稳定性受到一定程度上的破坏，其承载性、耐久性受损，安全可靠性降低，影响其作为快速安全交通通道的使用功能。我国许多已建隧道出现了结构裂损、空洞、变形、错台、渗漏水等病害，大大降低了隧道的使用功能，威胁到其运营安全。隧道衬砌结构裂损将对整个隧道结构的稳定性造成不同程度的破坏，使衬砌结构的可靠性降低，而隧道渗漏水则会造成衬砌开裂并使原有裂缝发展变大，加速衬砌的损坏。随着我国经济建设的发展，车辆荷载与日俱增，超载、重载现象时常发生，反映在单车超载和总体货车荷载不断提升，因此大量的超载车辆通过隧道结构，车辆荷载的长期作用将对隧道运营的耐久性、安...
【技术保护点】
1.一种基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、实时数据采集，将隧道整体结构划分为多个监测区，划分后的各监测区域包括多个监测对象，在各监测对象上设有相应传感器采集监测对象的实时状态；S2、数据传输，多元数据感知层收集各监测对象的监测数据打包发送至数据传输层，所述数据传输层通过5G/4G网络数据传输技术上传到云平台；S3、数据分析，处理器整理收集数据并计算出各监测对象的数据变化值，根据监测对象的不同设置多个分析模型，各分析模型设有相应的预警值；S4、健康评估，数据分析与应用层根据采集到的隧道结构关键数据，结合大数据分析技术，实时评估隧道健康...
【技术特征摘要】
1.一种基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、实时数据采集，将隧道整体结构划分为多个监测区，划分后的各监测区域包括多个监测对象，在各监测对象上设有相应传感器采集监测对象的实时状态；S2、数据传输，多元数据感知层收集各监测对象的监测数据打包发送至数据传输层，所述数据传输层通过5G/4G网络数据传输技术上传到云平台；S3、数据分析，处理器整理收集数据并计算出各监测对象的数据变化值，根据监测对象的不同设置多个分析模型，各分析模型设有相应的预警值；S4、健康评估，数据分析与应用层根据采集到的隧道结构关键数据，结合大数据分析技术，实时评估隧道健康和风险状态；S5、预警，分析模型根据各类监测数据的分析后，对比预警值，高出预警值则自动触发预警系统，预警系统向客户端界面弹出警告信息，同时向工作人员发送警报信息。
2.根据权利要求1所述的基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，隧道结构多致灾参数的联合监测所述监测对象包括隧道环向应变监测、结构温度监测、隧道纵向管节接头张开变位及渗漏水监测、交通荷载监测、振动响应监测和钢筋混凝土腐蚀状况监测。
3.根据权利要求1所述的基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，所述步骤S2具体步骤为：所述数据传输层通过5G/4G传输技术将传感器网络采集的监测数据存储至云平台，客户端利用云平台登陆监测系统，所述客户端用于工作人员监控隧道内各单元运行参数和健康状况。
4.根据权利要求2所述的基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，所述步骤S4具体步骤为：所述数据分析与应用层诊断到隧道结构出现异常或弹出告警信息时，将实测振动数据得到的隧道结构的多个特征指标与损伤模式库中的特征参数进行比对并做出评估和诊断。
5.根据权利要求2所述的基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，所述振动响应监测采用多指标分析方法进行结构安全监测预警，所述指标包括自振频率指标、主成分指标、小波包能量指标和二次协方差矩阵指标。
6.根据权利要求5所述的基于多元传感数据的实时隧道结构健康监测方法，其特征在于，所述自振频率指标通过如下方式计算获得：通过随机子空间法进行计算，假设输出通道数为l，其中参考通道数为r，则利用输出数据构建(2i)行×j列的Hankel矩阵H，并分解为过去(past)和将来(future)两部分，其计算公式如下：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林健富，王立新，胡荣攀，黄剑涛，赵贤任，刘军香，何玉杰，汪羽凡，
申请(专利权)人：深圳防灾减灾技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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