地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其利用形变监控设备和机器人分别对地铁基坑的内部地质结构和外部裂缝分布进行检测，从地铁基坑内部和外部两方面对基坑地质结构安全性进行双重分析，最大限度降低检测过程受到的外部干扰，对地铁基坑内部的地质结构进行精确稳定的监控，提高地铁基坑坍塌预警的可信度。预警的可信度。预警的可信度。

【技术实现步骤摘要】
地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统


[0001]本专利技术地铁施工监测的
，特别涉及地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统。

技术介绍

[0002]在地铁建设施工过程中，会在地下不同位置形成地铁基坑，地铁基坑是地铁地下空间的主体结构，其自身的地质结构稳固与否直接关系到地铁建设施工的安全性。现有当完成地铁基坑的挖掘后，会在地铁基坑的内壁表面安装三轴加速度传感器等，用于检测地铁基坑表面的移位情况，但是上述方式并不能深入到地铁基坑内部的地质结构进行动态化和实时化的检测，其检测结果易受到外界的影响，从而无法对地铁基坑内部的地质结构进行精确稳定的监控，同时还无法从地铁基坑内部和外部两方面对基坑地质结构安全性进行双重分析，降低地铁基坑坍塌预警的可信度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其在地铁基坑的不同位置对应设置形变监控设备得到不同位置的地质结构形变状态信息，以此识别得到地质结构稳定区域或地质结构不稳定区域；再对利用机器人采集得到地铁基坑空间内壁面影像，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤S1，在地铁基坑的不同位置对应设置形变监控设备，以此获得地铁基坑不同位置的地质结构形变状态信息；对所述地质结构形变状态信息进行分析处理，将地铁基坑所在区域区分为地质结构稳定区域或地质结构不稳定区域；步骤S2，指示机器人在所述地质结构不稳定区域对应的地铁基坑空间进行巡查拍摄，以此获得相应的地铁基坑空间内壁面影像；对所述地铁基坑空间内壁面影像进行分析处理，得到地铁基坑空间内壁面的基坑结构裂缝分布状态信息，以此判断所述地质结构不稳定区域是否存在坍塌隐患；步骤S3，获取存在坍塌隐患的地质结构不稳定区域的振动状态信息，根据所述振动状态信息，判断是否会发生坍塌事件；并根据所述判断结果，进行广播式报警通知。2.如权利要求1所述的地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其特征在于：在所述步骤S1中，在地铁基坑的不同位置对应设置形变监控设备，以此获得地铁基坑不同位置的地质结构形变状态信息；对所述地质结构形变状态信息进行分析处理，将地铁基坑所在区域区分为地质结构稳定区域或地质结构不稳定区域具体包括：在地铁基坑顶部的不同深度位置分别设置光纤光栅形变监控设备，以此获得地铁基坑顶部的不同深度位置的地质结构形变状态信息；其中，所述地质结构形变状态信息包括特定深度位置地质层的地质结构形变方向和形变大小；若地铁基坑顶部某一区域在不同深度位置地质层的地质结构形变方向相互交叉或者不同深度位置地质层的地质结构形变大小均大于预设形变大小阈值，则将地铁基坑顶部对应区域确定为地质结构不稳定区域，否则将地铁基坑顶部对应区域确定为地质结构稳定区域。3.如权利要求2所述的地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其特征在于：在所述步骤S2中，指示机器人在所述地质结构不稳定区域对应的地铁基坑空间进行巡查拍摄，以此获得相应的地铁基坑空间内壁面影像；对所述地铁基坑空间内壁面影像进行分析处理，得到地铁基坑空间内壁面的基坑结构裂缝分布状态信息，以此判断所述地质结构不稳定区域是否存在坍塌隐患具体包括：指示机器人在所述地质结构不稳定区域对应的地铁基坑空间沿着预定路径进行匀速运动；在所述匀速运动过程中，指示所述机器人的摄像头对地铁基坑空间内壁面进行扫描拍摄，使得所述摄像头的拍摄方向始终与所述地铁基坑空间内壁面垂直，从而获得相应的地铁基坑空间内壁面影像；对所述地铁基坑空间内壁面影像进行像素灰度化处理和像素锐化处理，得到地铁基坑空间内壁面的基坑结构裂缝数量和裂缝平均宽度；若所述地质结构不稳定区域对应的基坑结构裂缝数量大于或等于预设数量阈值或者裂缝平均宽度大于或等于预设宽度阈值，则确定所述地质结构不稳定区域存在坍塌隐患；否则，确定所述地质结构不稳定区域是不存在坍塌隐患。4.如权利要求3所述的地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其特征在于：在所述步骤S3中，获取存在坍塌隐患的地质结构不稳定区域的振动状态信息，根据所述振动状态信息，判断是否会发生坍塌事件；并根据所述判断结果，进行广播式报警通知具
体包括：收集存在坍塌隐患的地质结构不稳定区域对应设置的光纤光栅形变监控设备的输出光信号，对所述输出光信号进行分析处理，得到存在坍塌隐患的地质结构不稳定区域在一段时间范围内的实际振动频率和实际振动幅度，以此作为所述振动状态信息；根据所述实际振动频率和所述实际振动幅度，判断存在坍塌隐患的地质结构不稳定区域是否会发生坍塌事件；若判断会发生坍塌事件，则指示安装于会发生坍塌事件的地质结构不稳定区域及其邻近的区域的报警设备进行广播式语音报警提醒操作。5.如权利要求4所述的地铁基坑施工坍塌自动监测预警方法和系统，其特征在于：在所述步骤S3中，指示安装于会发生坍塌事件的地质结构不稳定区域及其邻近的区域的报警设备进行广播式语音报警提醒操作具体包括：安装于会发生坍塌事件的地质结构不稳定区域及其邻近的区域的报警设备根据与发生坍塌事件的地质结构不稳定区域的距离，报警设备当前接收到的所有语音信息中属于报警提醒广播语音信息的音量值，以及当前外界环境的背景音量，确定安装于邻近的区域的报警设备进行广播式语音报警提醒操作对应的音量值，其过程为：步骤S301，利用下面公式(1)，根据报警设备自身安装的语音检测传感器接收到的语音数据，确定报警设备当前接收到的所有语音信息中属于报警提醒广播语音信息的音量值，在上述公式(1)中，E表示报警设备当前接收到的所有语音信息中属于报警提醒广播语音信息的音量值；F(D)表示报警设备当前接收到的所有语音信息中属于报警提醒广播语音信息的语音数据，其具有数组形式，每个数组中的元素分别对应一个语音振幅幅值；,F(D)
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(i)表示F(D)的第i个语音振幅幅值；G(i)表示预设标准报警语音信息的语音数据，所述预设标准报警语音信息的语音数据中的语音振幅幅值均为预设标准振幅幅值，并且所述预设标准报警语音信息的语音数据对应的音量值均为固定值E0；n表示报警设备当前接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱朋佳，陆达鹏，谭秀军，袁光，马晓飞，刘瑞刚，尚腾飞，刘欢，欧阳言嵩，
申请(专利权)人：中铁七局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：