【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑吊装技术，尤其是超长超重构件起吊预警控制系统和方法。
技术介绍
1、随着结构件长度和吊重的不断增大，在港口运输、建筑施工等场景中，如何实现起吊过程的精确控制和安全监测，成为保障工作质量和吊装安全关键。因此，亟需研究一种面向超长超重构件的智能起吊预警控制方法，通过实时感知结构件的受力状态和空间姿态，快速识别和预警起吊过程中的安全风险，并采取主动控制措施加以规避或缓解，从而实现起吊全过程的自动化、精细化管理。
2、目前，国内外学者针对结构件吊装过程的受力分析、安全监控等开展了一系列研究。传统方法主要是通过有限元仿真和现场测试相结合的方式，研究结构件吊点布置、起吊速度等参数对结构件变形和应力的影响规律，并据此优化吊装方案。但这些方法大多基于简化的分析模型，难以准确描述超长超重构件的复杂受力状态，系统泛化能力比较差，可移植性尚不能符合要求，且缺乏实时性和自适应性。近年来，随着传感技术、计算机视觉、大数据分析等新兴技术的发展，智能吊装成为了新的研究热点。但已有的研究成果大多针对常规吨位、形态和尺寸的结构件，缺乏对超长超重工况的专门分析。
3、此外，多传感器数据的融合分析和主动控制决策等关键技术有待进一步突破。
技术实现思路
1、专利技术目的，提供一种超长超重构件起吊预警控制系统和方法，以解决现有技术存在的上述问题。
2、技术方案，根据本申请的一个方面，超长超重构件起吊预警控制系统，包括：
3、应变数据采集单元，设置在各个吊装机
4、应变数据处理单元，获取实时应力数据并预处理，基于预处理后的实时应力数据提取反应结构件受力状态的应变特征参量；
5、吊装预警单元，在训练完成后配置于控制系统中，基于应变特征参量输出吊装预警信息并输出至人机交互界面。
6、根据本申请的另一个方面，还提供超长超重构件起吊预警控制方法，基于上述超长超重构件起吊预警控制系统实现，包括如下步骤：
7、步骤s1、布置用于获取实时应力数据的应变数据采集单元和用于获取结构件姿态视频的视频姿态采集单元；其中应变数据采集单元设置于主吊钢丝绳和副吊钢丝绳与结构件的连接处，每处设置有不少于2个应变数据采集单元；视频姿态采集单元的视场覆盖结构件吊装过程中的移动空间；
8、步骤s2、通过应变数据处理单元实时接收并预处理实时应力数据，输出应变特征参量；通过姿态分析单元实时接收并预处理结构件姿态视频，输出姿态特征参量；
9、步骤s3、通过吊装预警单元接收应变特征参量和姿态特征参量，并输出结构件吊装状态的预警概率；
10、步骤s4、将当前时刻的预警概率与预设阈值比较，判断是否存在安全隐患；若存在安全隐患，输出报警信号，并在人机界面提示相应的应急预案；若未触发报警，则在人机界面实时曲线显示吊装过程的各项参数，辅助操作人员安全施工。
11、有益效果，
12、融合应变和视频两种异构数据，可获取更丰富的状态信息，实现更精准的状态估计；
13、在数据域、特征域、决策域等多个层次引入智能算法，具备良好的工况自适应性和扩展性；
14、基于多传感器融合的思路，综合利用应变数据和视频数据进行状态分析和预警判断，从数据源头就引入了冗余和互补，有效地提高了系统的感知能力和鲁棒性。此外，系统将预警信号及时反馈给人机交互界面，实现人在回路的主动控制，这种"人-机-物"三元协同的工作模式，既发挥了机器的计算分析优势，又保留了人的经验判断和应急决策能力，从而最大限度地保障起吊作业的安全可靠。
15、本专利技术能够实现对于飞机部件、轨道型材、钢筋笼、化工设备、游艇、罐车等超长超重物结构件的吊装作业。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，还包括：
3.如权利要求2所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，
4.如权利要求2所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，所述吊装预警单元包括输入层，分别与输入层连接的LSTM层和CNN层，接收LSTM层输出数据和CNN层输出数据的融合层，以及与融合层连接的全连接层和Softmax层。
5.超长超重构件起吊预警控制方法，基于权利要求1至4任一项所述的超长超重构件起吊预警控制系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的超长超重构件起吊预警控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过应变数据处理单元实时接收并预处理实时应力数据，输出应变特征参量的过程，具体为：
7.如权利要求5所述的超长超重构件起吊预警控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过姿态分析单元实时接收并预处理结构件姿态视频，输出姿态特征参量的过程，具体为：
8.如权利要求5所述的超长超重构件
9.如权利要求7所述的超长超重构件起吊预警控制方法，其特征在于，步骤S2中，采用直方图进行均衡化处理的过程，具体为：
10.如权利要求9所述的超长超重构件起吊预警控制方法，其特征在于，步骤S243中进行灰度映射和双线性插值的过程具体为：
...【技术特征摘要】
1.超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，还包括：
3.如权利要求2所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，
4.如权利要求2所述的超长超重构件起吊预警控制系统，其特征在于，所述吊装预警单元包括输入层，分别与输入层连接的lstm层和cnn层，接收lstm层输出数据和cnn层输出数据的融合层，以及与融合层连接的全连接层和softmax层。
5.超长超重构件起吊预警控制方法，基于权利要求1至4任一项所述的超长超重构件起吊预警控制系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的超长超重构件起吊预警控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，吴廷勇，孙鹏飞，费如银，王明玉，施磊，
申请(专利权)人：中铁建工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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