【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥土搅拌桩质量监控，具体为一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统及控制方法。
技术介绍
1、随着我国地基处理技术的提高，水泥搅拌桩对软地基进行处理来提高软地基的固结度和稳定性的技术已得到广泛应用，并且在使用中也出现了一些改良的新技术，但在实施过程仍然依赖于人为的控制与操作，在质量控制、质量评估、信息化施工水平均落后于时代，而针对不同的场地与地层、不同的周边条件及工程要求，几乎仅运用设计人员的经验作为施工的依据，现场施工质量也依赖于施工人员的责任心，施工质量无法得到保障，因此，亟需建立一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统及控制方法来对施工工地的多台水泥搅拌桩进行智能化监控及管理。
2、例如中国专利公开号为cn108468539a的一种水泥土搅拌桩施工时的钻头压力实时测量装置，其具备基本的对水泥土搅拌桩施工时的钻头压力进行检测、监控及储存数据，但由于施工现场场地条件复杂多变，例如空桩数据、泥浆比重等数据时刻影响水泥用量与实时钻速，缺少对不同技术参数进行分析导致整个数据系统存在局限性而影响施工质量等情况发生，另外，由于施工作业量大且施工作业周期长，导致施工后期累计大量的工程数据无法及时处理而影响施工质量等情况发生，故而提出一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统及控制方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，具备对不同水泥土搅拌桩施工
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，包括水泥土搅拌桩主体，还包括硬件层、网络层、应用层和展示层，所述硬件层设置于所述水泥土搅拌桩主体上，所述网络层所述硬件层与连接，所述应用层与所述网络层连接，所述展示层与所述应用层连接；
5、所述硬件层包括多个数据采集传感器，数据采集传感器用于对不同所述水泥土搅拌桩主体实时运行的不同指标数据进行检测，并将指标数据发送至网络层；
6、所述网络层包括监控仪主机、数据处理模块、加密算法模块和私有云平台，所述监控仪主机接收硬件层检测的指标数据并由私有云平台进行云空间储存，并通过数据处理模块采用有限元直接迭代算法对已采集到的指标数据进行持续迭代优化，并判断是否存在部分数据采集传感器失效，若否，则数据处理模块进一步采用曲线平滑算法对指标数据中的噪声和异常值进行平滑处理，从而获得目标数据，并由加密算法模块进行加密后私有云平台进行云空间储存，监控仪主机将加密后的指标数据及目标数据发送至所述应用层；
7、所述应用层包括可视化施工板块、智能评分板块和智能报警板块，可视化施工板块用于根据展示层的人机交互对应显示不同所述水泥土搅拌桩主体的实时运行不同指标数据；智能评分板块用于根据预设偏离数值范围差对目标数据进行评分，当目标数据的评分实时分值低于预设标准分值时，或者当网络层的数据处理模块检测到数据采集传感器存在失效时，智能报警板块进行预警；
8、所述展示层包括虚拟现实模块和人机交互模块，展示层用于指标数据及目标数据的展示与交互。
9、优选的，所述数据采集传感器包括深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器，通过监控仪主机配合深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器分别对不同所述水泥土搅拌桩主体的指标数据进行检测，并发送至网络层。
10、优选的，指标数据包括各个所述水泥土搅拌桩主体实时运行的时间、坐标、深度、下钻/提钻速度、搅拌速度、倾角、主电机电流、喷浆密度、喷浆流量、累计浆量、累计灰量、每延米浆量、每延米灰量、水灰比、浆管压力及扩大头状态等数据。
11、优选的，所述网络层的数据处理模块中有限元直接迭代算法包括首先通过构建时间对应指标数据的模型计算网格，接着利用泰勒级数展开法tiam算法对考虑不确定性的指标数据模型构造分布式动态数据的时域识别模型，根据时域识别模型识别失效数据对应的数据采集传感器，其计算公式为：
12、
13、其中，mseij表示第i阶模态第j个单元的单元应变能，kj代表第j个单元的刚度矩阵，代表第i阶模态振型；
14、确定失效数据采集传感器的位置计算公式为：
15、
16、
17、其中，n代表选用的模态阶数，m代表单元数，hfi代表未失效数据的第i阶模态频率，dfi代表失效数据的第i阶模态频率，公式中的权重系数hfi2/dfi2会减小模态频率变化小的模态的影响，超过阈值的单元被视为失效数据采集传感器。
18、优选的，所述网络层的曲线平滑算法对应的计算公式为：
19、
20、其中，n表示n个连续测量值的数量，xi表示每个实时测量值,yi表示每个预计测量值。
21、优选的，应用层还包括电子报表板块和桩位分布图板块。
22、优选的，所述虚拟现实模块包括电脑端、手机端和大屏展示端中的一种或多种组合。
23、优选的，所述水泥土搅拌桩主体为单头水泥土搅拌桩或者多头水泥土搅拌桩。
24、本技术方案还提供一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统的控制方法，包括以下步骤：
25、s1、通过网络层的监控仪主机对应用层的智能评分板块设定预设偏离数值范围差对不同目标数据进行加减评分阈值；
26、s2、通过网络层的数据处理模块对硬件层各个数据采集传感器的数据经过有限元直接迭代算法对已采集到的指标数据进行持续迭代优化，并判断是否存在部分数据采集传感器失效，若存在检测到数据采集传感器存在失效时，则智能报警板块进行预警进行一级预警；若否，则数据处理模块进一步采用曲线平滑算法对指标数据中的噪声和异常值进行平滑处理，从而获得目标数据，并由加密算法模块进行加密后私有云平台进行云空间储存，监控仪主机将加密后的指标数据及目标数据发送至所述应用层；
27、s3、应用层的智能评分板块对不同所述水泥土搅拌桩主体的实时运行的不同指标数据分别进行综合评分，并将单个所述水泥土搅拌桩主体的实时评分与预设标准分值进行比较，若低于预设标准分值，则智能报警板块进行预警进行二级预警，若高于或等于预设标准分值，则智能报警板块不进行预警，且应用层的可视化施工板块根据指标数据及目标数据控制展示层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，包括水泥土搅拌桩主体，其特征在于：还包括硬件层、网络层、应用层和展示层，所述硬件层设置于所述水泥土搅拌桩主体上，所述网络层所述硬件层与连接，所述应用层与所述网络层连接，所述展示层与所述应用层连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述数据采集传感器包括深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器，通过监控仪主机配合深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器分别对不同所述水泥土搅拌桩主体的指标数据进行检测，并发送至网络层。
3.根据权利要求2所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：指标数据包括各个所述水泥土搅拌桩主体实时运行的时间、坐标、深度、下钻/提钻速度、搅拌速度、倾角、主电机电流、喷浆密度、喷浆流量、累计浆量、累计灰量、每延米浆量、每延米灰量、水灰比、浆管压力及扩大头状态等数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述网络层的数据处理模块中有限元直接迭代算法
5.根据权利要求4所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述网络层的曲线平滑算法对应的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：应用层还包括电子报表板块和桩位分布图板块。
7.根据权利要求1所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述虚拟现实模块包括电脑端、手机端和大屏展示端中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述水泥土搅拌桩主体为单头水泥土搅拌桩或者多头水泥土搅拌桩。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统的控制方法，其特征在于：所述智能评分板块设定预设偏离数值范围差对不同目标数据进行加减评分阈值包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，包括水泥土搅拌桩主体，其特征在于：还包括硬件层、网络层、应用层和展示层，所述硬件层设置于所述水泥土搅拌桩主体上，所述网络层所述硬件层与连接，所述应用层与所述网络层连接，所述展示层与所述应用层连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述数据采集传感器包括深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器，通过监控仪主机配合深度传感器、密度仪、电磁流量计、倾角传感器和电流互感器分别对不同所述水泥土搅拌桩主体的指标数据进行检测，并发送至网络层。
3.根据权利要求2所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：指标数据包括各个所述水泥土搅拌桩主体实时运行的时间、坐标、深度、下钻/提钻速度、搅拌速度、倾角、主电机电流、喷浆密度、喷浆流量、累计浆量、累计灰量、每延米浆量、每延米灰量、水灰比、浆管压力及扩大头状态等数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于网络共享数据的水泥土搅拌桩监控系统，其特征在于：所述网络层的数据处理模块中有限元直接迭代算法包括首先通过构建时间对应指标数据的模型计算网格，接着利用...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁斌，翟振虎，黄泽涛，何现涛，张大涛，钟旻灿，梁伟鑫，
申请(专利权)人：深圳市金鼎泰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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