一种可视化网架仿真预警模型构建方法技术

本发明专利技术提供了一种可视化网架仿真预警模型构建方法，属于建筑技术领域，该可视化网架仿真预警模型构建方法包括以下步骤：将采集终端布设至目标建筑，得到布设位置；光纤光栅应变计布设到目标建筑中所有钢结构的节点位置；电容式加速度传感器布设到目标建筑中所有竖直立柱的顶部位置；风速风向检测仪布设在目标建筑中所有建筑立面开口位置；对目标建筑进行网格处理，得到参考网格；在参考网格对布设位置进行分类标注，得到标注后采集终端数据；对标注后采集终端数据进行处理，设置预警指标，构建可视化网架仿真预警模型；本发明专利技术能够解决目前现有的桁架应力预警系统中存在数据量繁多，预警系统界面复杂，显示预警信息后故障位置确定效率低的问题。置确定效率低的问题。置确定效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可视化网架仿真预警模型构建方法


[0001]本专利技术属于建筑
，具体而言，涉及一种可视化网架仿真预警模型构建方法。

技术介绍

[0002]桁架应力预警系统是一个应用于工程领域的预测性维护技术；该系统主要用于监测桁架结构的应力变化，以便预测潜在的结构故障并及时通知工作人员进行维护。桁架是一种由许多小杆件组成的三维空间结构，广泛应用于建筑工程、航空航天等领域；由于桁架本身结构特殊，应力分布不均匀，以及外界环境的影响，会导致桁架结构发生应力过大和疲劳等问题，进而影响其工作性能和使用寿命。
[0003]随着科技的不断发展，桥梁、塔式结构、建筑物等高大建筑的建造也愈加普遍。桥梁工程中桁架的使用越来越广泛，因为它们具有高刚度、轻质、可以承受大荷载等优点，但也存在一些问题，其中之一就是桁架的应力问题；为了解决这个问题，目前已经研发了桁架应力预警系统。
[0004]但目前现有的桁架应力预警系统中存在数据量繁多，预警系统界面复杂，显示预警信息后故障位置确定效率低的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种可视化网架仿真预警模型构建方法，能够解决目前现有的桁架应力预警系统中存在数据量繁多，预警系统界面复杂，显示预警信息后故障位置确定效率低的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]本专利技术提供一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其中，包括以下步骤：
[0008]S10：将采集终端布设至目标建筑，得到布设位置；
[0009]S20：对所述目标建筑进行网格处理，得到参考网格；
[0010]S30：在所述参考网格对所述布设位置进行分类标注，得到标注后采集终端数据；
[0011]S40：对所述标注后采集终端数据进行处理，设置预警指标，构建可视化网架仿真预警模型。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种可视化网架仿真预警模型构建方法还可以做如下改进:
[0013]其中，所述采集终端包括倾角传感器、光纤光栅应变计、电容式加速度传感器、风速风向检测仪、DTU。
[0014]进一步的，所述将采集终端布设至目标建筑，得到布设位置的具体步骤为：
[0015]所述倾角传感器布设到所述目标建筑中所有水平横梁的中间位置；
[0016]所述光纤光栅应变计布设到所述目标建筑中所有钢结构的节点位置；
[0017]所述电容式加速度传感器布设到所述目标建筑中所有竖直立柱的顶部位置；
[0018]风速风向检测仪布设在所述目标建筑中所有建筑立面开口位置；
[0019]所述倾角传感器、光纤光栅应变计、电容式加速度传感器、风速风向检测仪内部都设置有所述DTU。
[0020]其中，所述对目标建筑进行网格处理，得到参考网格的具体步骤是：
[0021]采集目标建筑的三维结构进行网格处理，得到参考网格，其中，所述参考网格包括多个连续的指定边长为h的正方体；
[0022]以目标建筑的几何中心为坐标原点，建立以竖直向上的方向为Z轴，东方向为X轴，北方向为Y轴的三维空间坐标系；
[0023]以边长h为三维空间坐标的单位长度，对每个正方体位置进行坐标化。
[0024]进一步的，所述在参考网格对所述布设位置进行分类标注，得到标注后采集终端数据的具体步骤为：
[0025]以所述采集终端的几何中心所在的正方体为位置坐标，对不同种类的采集终端位置坐标进行同类标注，得到标注后的采集终端数据。
[0026]进一步的，所述风速风向检测仪包括壳体，所述壳体固定连接在连接柱的一端，所述连接柱的另一端固定连接有安装座，所述安装座中间固定连接有弹簧，所述弹簧上固定连接有激光笔，所述壳体内壁设置有感光屏，所述安装座内设置有控制芯片，所述控制芯片上设置有控制器和存储器，所述存储器内存储有程序指令，所述控制器执行所述程序指令时，用于实现计算风速和风向的步骤。
[0027]进一步的，所述实现计算风速和风向的具体步骤包括：
[0028]采集激光笔发出的激光在感光屏上摆动路径的起点和终点的位置，转化为向量P，P＝[起点位置，终点位置]，将风向，风速转化为向量D，D＝[风向，风速]，将向量D作为期望输出；
[0029]利用预先训练好的风检测模型，对激光笔发出的激光在感光屏上摆动路径的起点和终点的位置进行计算，得到风速和风向；
[0030]其中，所述风检测模型的建立和训练步骤具体包括：
[0031]建立训练数据集，所述训练数据集的输入数据为向量P，输出数据为向量d，d＝[风向，风速]；
[0032]建立风检测模型雏形，并使用训练数据集对风检测模型雏形进行训练，得到风检测模型。
[0033]进一步的，所述对标注后采集终端数据进行处理，设置预警指标，构建可视化网架仿真预警模型的具体步骤为：
[0034]对所有的倾角传感器数据及位置坐标进行集中处理，生成倾角检测模块，将倾角检测模块的每个倾角传感器采集到的数据与倾角阈值进行比较，当倾角传感器采集到的数据大于倾角阈值时，对该倾角传感器的位置坐标进行预警标注；
[0035]对所有的光纤光栅应变计数据及位置坐标进行集中处理，生成应力检测模块，将应力检测模块的每个光纤光栅应变计采集到的数据与应力阈值进行比较，当光纤光栅应变计采集到的数据大于应力阈值时，对该光纤光栅应变计的位置坐标进行预警标注；
[0036]对所有的电容式加速度传感器数据及位置坐标进行集中处理，生成振动检测模块，将振动检测模块的每个电容式加速度传感器采集到的数据与振动阈值进行比较，当电
容式加速度传感器采集到的数据大于振动阈值时，对该电容式加速度传感器的位置坐标进行预警标注；
[0037]对所有的风速风向检测仪数据及位置坐标进行集中处理，生成风检测模块，将风检测模块的每个风速风向检测仪采集到的数据与风速阈值进行比较，当风速风向检测仪采集到的风速数据大于风速阈值时，对该风速风向检测仪的位置坐标进行预警标注；
[0038]将倾角检测模块、应力检测模块、振动检测模块、风检测模块进行系统集成，构建可视化网架仿真预警模型。
[0039]进一步的，所述预警标注分为提示、警告、报警三级；其中，所述提示为标注后采集终端数据大于对应阈值且一分钟内持续10秒以内；
[0040]所述警告为标注后采集终端数据大于对应阈值且一分钟内持续10秒至20秒；
[0041]所述报警为标注后采集终端数据大于对应阈值且一分钟内持续30秒以上。
[0042]进一步的，所述将倾角检测模块、应力检测模块、振动检测模块、风检测模块进行系统集成，构建可视化网架仿真预警模型使用BIM平台搭建。
[0043]与现有技术相比较，本专利技术提供的一种可视化网架仿真预警模型构建方法的有益效果是：本专利技术通过对不同种类的采集终端所采集的数据进行分类，将同种采集数据进行统一，通过三维坐标对采集终端位置进行坐标标注，能够快速定位故障发生位置，及时对桁架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：将采集终端布设至目标建筑，得到布设位置；S20：对所述目标建筑进行网格处理，得到参考网格；S30：在所述参考网格对所述布设位置进行分类标注，得到标注后采集终端数据；S40：对所述标注后采集终端数据进行处理，设置预警指标，构建可视化网架仿真预警模型。2.根据权利要求1所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述采集终端包括倾角传感器、光纤光栅应变计、电容式加速度传感器、风速风向检测仪、DTU。3.根据权利要求2所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述将采集终端布设至目标建筑，得到布设位置的具体步骤为：所述倾角传感器布设到所述目标建筑中所有水平横梁的中间位置；所述光纤光栅应变计布设到所述目标建筑中所有钢结构的节点位置；所述电容式加速度传感器布设到所述目标建筑中所有竖直立柱的顶部位置；风速风向检测仪布设在所述目标建筑中所有建筑立面开口位置；所述倾角传感器、光纤光栅应变计、电容式加速度传感器、风速风向检测仪内部都设置有所述DTU。4.根据权利要求1所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述对目标建筑进行网格处理，得到参考网格的具体步骤是：采集目标建筑的三维结构进行网格处理，得到参考网格，其中，所述参考网格包括多个连续的指定边长为h的正方体；以目标建筑的几何中心为坐标原点，建立以竖直向上的方向为Z轴，东方向为X轴，北方向为Y轴的三维空间坐标系；以边长h为三维空间坐标的单位长度，对每个正方体位置进行坐标化。5.根据权利要求4所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述在参考网格对所述布设位置进行分类标注，得到标注后采集终端数据的具体步骤为：以所述采集终端的几何中心所在的正方体为位置坐标，对不同种类的采集终端位置坐标进行同类标注，得到标注后的采集终端数据。6.根据权利要求2所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述风速风向检测仪包括壳体，所述壳体固定连接在连接柱的一端，所述连接柱的另一端固定连接有安装座，所述安装座中间固定连接有弹簧，所述弹簧上固定连接有激光笔，所述壳体内壁设置有感光屏，所述安装座内设置有控制芯片，所述控制芯片上设置有控制器和存储器，所述存储器内存储有程序指令，所述控制器执行所述程序指令时，用于实现计算风速和风向的步骤。7.根据权利要求6所述的一种可视化网架仿真预警模型构建方法，其特征在于，所述实现计算风速和风向的具体步骤包括：采集激光笔发出的激光在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，殷飞，谢京礼，李腾，吴仁强，司良德，秦红昌，郭淼，韩腾飞，姜云浩，马金瑜，蔡广来，李鸿祥，岳祥平，张恒畅，
申请(专利权)人：中建八局发展建设有限公司，
类型：发明
国别省市：