一种基于无线智能感知元件的智能网络系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，包括：环境感知传感器，用于感知施工现场的环境参数；所述环境参数包括钢筋应力、环境温度、环境湿度、孔隙水压力和土压力；无线通信模块，与所述环境感知传感器通信连接；通信信号传输模块，与所述无线通信模块通信连接，用于接收环境参数，并将所述环境参数发送到风险自动解析仪；所述风险自动解析仪用于利用所述环境参数对施工现场的施工过程进行预警。本发明专利技术利用环境感知传感器来检测施工现场的环境参数，然后基于此施工现场的施工过程进行预警，可以实时保障施工人员的安全。可以实时保障施工人员的安全。可以实时保障施工人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线智能感知元件的智能网络系统


[0001]本专利技术涉及地铁施工
，特别是涉及一种基于无线智能感知元件的智能网络系统。

技术介绍

[0002]地铁具有利用地下空间的显著客观优势，加之客流容量大、快捷方便等优势，有利于分担地上交通压力，改善城市交通格局，促进城市健康发展。
[0003]在地铁施工现场，有一些设备，需要专门的人员来管理和使用。然而，在实际的施工现场中经常出现未经培训许可的施工人员因随意操作设备造成各种人身事故或者因外界天气的变化导致一些建筑发生坍塌。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种基于无线智能感知元件的智能网络系统。
[0005]一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，包括：
[0006]环境感知传感器，用于感知施工现场的环境参数；所述环境参数包括钢筋应力、环境温度、环境湿度、孔隙水压力和土压力；
[0007]无线通信模块，与所述环境感知传感器通信连接；
[0008]通信信号传输模块，与所述无线通信模块通信连接，用于接收环境参数，并将所述环境参数发送到风险自动解析仪；所述风险自动解析仪用于利用所述环境参数对施工现场的施工过程进行预警。
[0009]优选的，所述通信信号传输模块，包括：
[0010]无线信号接收单元，用于接收环境参数；
[0011]信号滤波电路，所述信号滤波电路的输入端与所述无线信号接收单元的输出端连接，所述信号滤波电路的输出端与所述风险自动解析仪连接。
[0012]优选的，所述信号滤波电路，包括：
[0013]第一电容，所述第一电容的一端与所述无线信号接收单元的输出端连接；
[0014]运算放大模块，所述运算放大模块的第三引脚与所述第一电容的另一端连接；
[0015]第一电阻，所述第一电阻的一端与所述运算放大模块的第三引脚连接，所述第一电阻的另一端接地；
[0016]第二电阻，所述第二电阻的一端与所述运算放大模块的第二引脚连接；
[0017]第三电阻，所述第三电阻的一端与所述运算放大模块的第二引脚连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大模块的第六引脚连接；
[0018]第二电容，所述第二电容的一端与所述运算放大模块的第四引脚连接；
[0019]第三电容，所述第三电容的一端与所述运算放大模块的第七引脚连接。
[0020]优选的，还包括：
[0021]第四电容，所述第四电容的一端与所述运算放大模块的第六引脚连接，所述第四电容的另一端与所述风险自动解析仪连接；
[0022]第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第四电容的另一端连接，所述第四电阻的另一端接地。
[0023]优选的，所述风险自动解析仪，包括：
[0024]数据清洗模块，用于对所述环境参数进行数据清洗得到数据清洗后的环境参数；
[0025]数据预处理模块，用于对数据清洗后的环境参数进行预处理得到预处理后的环境参数；
[0026]风险评估模块，用于利用施工风险模型对所述预处理后的环境参数进行评估得到施工过程风险指标。
[0027]优选的，数据清洗模块，包括：
[0028]环境参数时间序列获取模块，用于获取各个位置环境感知传感器采集的环境参数时间序列；
[0029]协方差系数计算模块，用于计算任意两组环境参数时间序列的协方差系数，取最大协方差系数所对应的第一环境参数时间序列和第二环境参数时间序列；
[0030]最小二乘拟合模块，用于使用最小二乘法将所述第一环境参数时间序列和所述第二环境参数时间序列进行拟合得到拟合后的环境参数时间序列；
[0031]差值序列构建模块，用于计算拟合后的环境参数时间序列与第一环境参数时间序列的差值，得到差值序列；
[0032]异常去除模块，用于根据差值序列的均值和标准差去除异常的环境参数。
[0033]优选的，协方差系数计算公式为：
[0034][0035]其中，p
X,Y
为协方差系数，cov(X,Y)表示第一环境参数时间序列X 与第二环境参数时间序列Y之间的协方差，σ
X
表示第一环境参数时间序列的方差，σ
Y
表示第二环境参数时间序列的方差。
[0036]优选的，所述数据预处理模块，包括：
[0037]评分模块，用于采用专家评分法对数据清洗后的环境参数进行打分得到相应时刻的施工过程风险指标；
[0038]聚类函数构建模块，用于将数据清洗后的环境参数和相应时刻的施工过程风险指标作为训练样本，并且根据所述训练样本构建聚类函数；其中，所述聚类函数为：
[0039][0040]其中，v
i
表示第i个聚类中心，n表示训练样本中数据点的总数，表示数据点x
j
隶属第i个聚类中心的隶属度，d
ij
＝||x
j
‑
v
i
||，d
ij
表示数据点x
j
到第i个聚类中心的距离，λ表示加权参数；
[0041]目标函数求解模块，用于对所述聚类函数进行求解得到更新模型；
[0042]聚类模块，用于利用所述更新模型对所述训练样本进行聚类得到多个聚类子集。
[0043]优选的，所述更新模型为：
[0044][0045]其中，v
i
表示第i个聚类中心，m表示参数阈值，d
kj
表示数据点 x
j
到第k个聚类中心的距离。
[0046]优选的，还包括：
[0047]训练模块，用于将多个聚类子集输入到预设的神经网络中进行训练得到施工风险评估模型；其中，神经网络在训练过程中的激活函数为：
[0048][0049]其中，x
T
＝[x1,x2,
…
x
n
]T
表示神经网络的输入矢量，x
m
表示神经网络第n个输入矢量，c
i
表示隐含层第i个节点的输出，σ
i
表示第i个基函数的宽度。
[0050]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0051]本专利技术涉及一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，包括：环境感知传感器，用于感知施工现场的环境参数；所述环境参数包括钢筋应力、环境温度、环境湿度、孔隙水压力和土压力；无线通信模块，与所述环境感知传感器通信连接；通信信号传输模块，与所述无线通信模块通信连接，用于接收环境参数，并将所述环境参数发送到风险自动解析仪；所述风险自动解析仪用于利用所述环境参数对施工现场的施工过程进行预警。本专利技术利用环境感知传感器来检测施工现场的环境参数，然后基于此施工现场的施工过程进行预警，可以实时保障施工人员的安全。
[0052]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，包括：环境感知传感器，用于感知施工现场的环境参数；所述环境参数包括钢筋应力、环境温度、环境湿度、孔隙水压力和土压力；无线通信模块，与所述环境感知传感器通信连接；通信信号传输模块，与所述无线通信模块通信连接，用于接收环境参数，并将所述环境参数发送到风险自动解析仪；所述风险自动解析仪用于利用所述环境参数对施工现场的施工过程进行预警。2.根据权利要求1所述的一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，所述通信信号传输模块，包括：无线信号接收单元，用于接收环境参数；信号滤波电路，所述信号滤波电路的输入端与所述无线信号接收单元的输出端连接，所述信号滤波电路的输出端与所述风险自动解析仪连接。3.根据权利要求2所述的一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，所述信号滤波电路，包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述无线信号接收单元的输出端连接；运算放大模块，所述运算放大模块的第三引脚与所述第一电容的另一端连接；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述运算放大模块的第三引脚连接，所述第一电阻的另一端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述运算放大模块的第二引脚连接；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述运算放大模块的第二引脚连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大模块的第六引脚连接；第二电容，所述第二电容的一端与所述运算放大模块的第四引脚连接；第三电容，所述第三电容的一端与所述运算放大模块的第七引脚连接。4.根据权利要求3所述的一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，还包括：第四电容，所述第四电容的一端与所述运算放大模块的第六引脚连接，所述第四电容的另一端与所述风险自动解析仪连接；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第四电容的另一端连接，所述第四电阻的另一端接地。5.根据权利要求1所述的一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，所述风险自动解析仪，包括：数据清洗模块，用于对所述环境参数进行数据清洗得到数据清洗后的环境参数；数据预处理模块，用于对数据清洗后的环境参数进行预处理得到预处理后的环境参数；风险评估模块，用于利用施工风险模型对所述预处理后的环境参数进行评估得到施工过程风险指标。6.根据权利要求5所述一种基于无线智能感知元件的智能网络系统，其特征在于，数据清洗模块，包括：环境参数时间序列获取模块，用于获取各个位置环境感知传感器采集的环境参数时间
序列；协方差系数计算模块，用于计算任意两组环境参数时间序列的协方差系数，取最大协方差系数所对应的第一环境参数时间序列和第二环境参数时间序列；最小二乘拟合模块，用于使用最小二乘法将所述第一环境参数时间序列和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞，孔恒，王文正，傅睿智，林雪冰，赵志杰，闫宏锦，韩雪刚，常扬，姚洋，史永杰，张印，王爱新，王昊，张国庆，张天卓，于洋，杨宗正，司典浩，赵云辉，李波，刘颖，
申请(专利权)人：北京高新市政工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：