基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法技术

本发明专利技术涉及大坝安全监测分析系统开发研究的技术领域，公开了一种基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，包括对监测得到的大坝数据进行初步处理，构建统计回归模型；对处理后的大坝数据进行数据集融合分析，分别构建数据集融合、分析、应用架构；通过结合融合处理的监测数据和构建的模型架构，对环境量与监测量进行不同监测方式所得相同形变的对比分析，实现对大坝安全运行状况的监测。本发明专利技术不仅可以更加深入、全面的了解大坝安全监测运行情况，而且实现了数据的深度融合、分析，为全面了解大坝运行安全状况提供有效手段。为全面了解大坝运行安全状况提供有效手段。为全面了解大坝运行安全状况提供有效手段。

【技术实现步骤摘要】
基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法


[0001]本专利技术涉及大坝安全监测分析系统开发研究的
，尤其涉及一种基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法。

技术介绍

[0002]大坝作为水利工程枢纽的重要组成部分，在调节水资源时空分布中发挥着巨大的工程效益，在国民经济和社会发展起到了十分重要的作用。大坝作为水工建筑物，在长期运行过程中不仅承受来自于外荷载的长期作用，且受到周围地质结构的影响，其运行过程中存在一定的风险。大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段，也是保证大坝安全运行重要的非工程措施。为及时掌握大坝运行状况，及时了解存在的安全隐患，通常采用多种方法对大坝不同部位进行多方位监测，以获得大坝不同空间测点的变形值。
[0003]在大坝监测中，掌握一种基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法对于从全面深入了解整个大坝的安全监测运行形态具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有技术不能从全局、深入的了解整个大坝的安全监测的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，包括：
[0008]对监测得到的大坝数据进行初步处理，构建统计回归模型；
[0009]对处理后的大坝数据进行数据集融合分析，分别构建数据集融合、分析、应用架构；
[0010]通过结合融合处理的监测数据和构建的模型架构，对环境量与监测量进行不同监测方式所得相同形变的对比分析，实现对大坝安全运行状况的监测。
[0011]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：采用粗差法对大坝数据进行初步处理；
[0012]所述大坝数据包括，水位、气温、水温、坝体变形和渗流渗压量。
[0013]所述粗差法包括，3σ法则、格拉布斯准则和箱型图处理。
[0014]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：所述粗差法，还包括：
[0015]利用所述粗差法对监测数据进行初步处理包括，过滤异常数据，然后对大坝数据进行分类标识，在新数据入库时，调用分类标识模型，对数据的有效性进行判断，对正常数
据直接入库，数据处理系统将提供异常值报警和处理接口，对异常数据进行标识并提示报警，再提交人工干预进行二次判断。
[0016]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：所述统计回归模型，包括：
[0017]基于初步处理后的监测数据，针对坝体变形、渗流监测数据建立枢纽结构主要观测点的统计回归模型，对结构变形规律和趋势进行分析和预测。
[0018]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：数据集融合构架，包括数据采集融合和数据治理；所述数据融合架构通过判断处理监测数据中非法字符和错误并对实现对监测数据的粗差初步识别，达到数据的有效存储。
[0019]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：所述数据采集融合包括，安全监测、巡视检查及安全隐患管理；
[0020]所述安全监测数据采集主要分为两个方面：自动化采集的监测数据和人工录入数据；所述自动化采集系统是通过自动化监测系统获取；所述人工监测数据通过人工录入的方式实现数据入库；
[0021]所述巡视检查大坝管理人员将现场巡视检的结构化信息、拍摄的照片、视频的信息，通过巡视检查系统入库；
[0022]所述安全隐患管理包括，大坝运行过程中发现的安全隐患信息、缺陷数据、隐患维护治理的过程信息需要管理人员通过台账管理页面进行数据采集入库；
[0023]所述数据治理包括，对入库的监测数据开展数据处理的工作；判断识别其中的非法字符、错误字段、不合理字段，清洗源数据中冗余与垃圾信息；对监测数据的粗差初步识别，剔除相差甚远、超出仪器量程范围的测值，为后续分析做准备；现场管理人员亦可用系统提供的系统审核的页面内开展检查和删除数据的工作。
[0024]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：分析级融合架构设计，包括：正分析模型和反分析模型；
[0025]所述正分析模型通过分析大坝几何性质和大坝之间的应力应变关系，构建环境自变量与大坝变形位移量之间关系函数；
[0026]所述反分析模型通过反求坝基坝体的材料参数进行反分析来提高监测数据的可靠性。
[0027]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：应用融合架构设计，包括：将时间序列的概念引入循环神经网络和长短期记忆网络进行大坝变形预测，通过改进这两种模型中传统的全连接神经网络的节点的存储方式，挖掘大坝变形监测数据在时间跨度上的关联性。
[0028]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：所述循环神经网络包括输入层、隐含层、输出层以及循环层，通过计算过程中的每一步的输出过程的输入层相关信息和前一时刻隐含层的历史信息和状态信息，实现对时序特性的数据进行分析，进一步实现预测预报；
[0029]所述长短期记忆网络在循环神经网络的基础上增加了一个记忆细胞，用来储存每一时刻的状态信息，用来提高循环神经网络处理长时间序列问题的能力。
[0030]作为本专利技术所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法的一种优选方案，其中：结合融合处理的监测数据和构建的模型，包括：通过融合结构运行环境变量、检测变形量、渗流量的多源信息并结合统计回归模型，利用层次分析法，对大坝的结构特征从变形、渗流、稳定的方面运行状态进行实时评估。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法利用粗差法对监测数据进行初步处理，过滤异常数据，然后对数据进行融合、治理、储存，通过构建模型对数据进行分析。通过引入了循环神经网络和长短期记忆网络进行大坝变形预测，通过将时间序列的概念引入到这两种模型中，改进传统的全连接神经网络的节点的存储方式，挖掘大坝变形监测数据在时间跨度上的关联性。本专利技术不仅可以更加深入、全面的了解大坝安全监测运行情况，而且实现了数据的深度融合、分析，为全面了解大坝运行安全状况提供有效手段。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于，包括：对监测得到的大坝数据进行初步处理，构建统计回归模型；对处理后的大坝数据进行数据集融合分析，分别构建数据集融合、分析、应用架构；通过结合融合处理的监测数据和构建的模型架构，对环境量与监测量进行不同监测方式所得相同形变的对比分析，实现对大坝安全运行状况的监测。2.如权利要求1所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于：采用粗差法对大坝数据进行初步处理；所述大坝数据包括，水位、气温、水温、坝体变形和渗流渗压量。所述粗差法包括，3σ法则、格拉布斯准则和箱型图处理。3.如权利要求2所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于：所述粗差法，还包括：利用所述粗差法对监测数据进行初步处理包括，过滤异常数据，然后对大坝数据进行分类标识，在新数据入库时，调用分类标识模型，对数据的有效性进行判断，对正常数据直接入库，数据处理系统将提供异常值报警和处理接口，对异常数据进行标识并提示报警，再提交人工干预进行二次判断。4.如权利要求1所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于：所述统计回归模型，包括：基于初步处理后的监测数据，针对坝体变形、渗流监测数据建立枢纽结构主要观测点的统计回归模型，对结构变形规律和趋势进行分析和预测。5.如权利要求1所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于：数据集融合构架，包括数据采集融合和数据治理；所述数据融合架构通过判断处理监测数据中非法字符和错误并对实现对监测数据的粗差初步识别，达到数据的有效存储。6.如权利要求5所述的基于多源信息融合技术的监测信息实时处理与分析方法，其特征在于：所述数据采集融合包括，安全监测、巡视检查及安全隐患管理；所述安全监测数据采集主要分为两个方面：自动化采集的监测数据和人工录入数据；所述自动化采集系统是通过自动化监测系统获取；所述人工监测数据通过人工录入的方式实现数据入库；所述巡视检查大坝管理人员将现场巡视检的结构化信息、拍摄的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹广林，余滢，余泳，吴志伟，卓四明，肖峰，单良，李志坤，
申请(专利权)人：南京河海南自水电自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：