无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统的制作方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体是无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统。


背景技术：

2.近年来计算机信息科技发展迅速，尤其是互联网的盛行更是方兴未艾，在这种趋势下，各公司行号皆以计算机化、网络化为目标。而许多年来，工程管理一直是许多建设工程业者相当头痛的问题。
3.隧道安全监测是工程建设的一项重要工作内容。在隧道施工期及运行期各类安全监测项目中，沉降变形监测是最为重要的控制性监测项目，准确可靠的监测成果对于反馈优化设计施工、分析评价隧道施工及运行期工作性态与安全稳定性、指导隧道运行维护等具有重要意义。
4.现有技术中，一般都是在工程施工完毕后，监理团队对工程结果进行验收，但是在建筑工程的施工过程中，缺乏有效的监管体系，难以对工程的作业进度进行把控；同时无法智能识别监管系数高的工序进行重点监管，提高工程建设水平；基于以上不足，本发明提出无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，包括工程规划模块、工程监控模块、信息整理模块、工序评估模块、监理分配模块、问题上传模块以及问题销项模块；所述工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排，并将规划的进度安排存储至云服务器；所述信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，从问题工序、问题持续时长以及问题等级几个维度自动比对汇集后的问题事件记录，得到问题分析结果并存储至数据库；所述工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数fz进行评估，并将防治系数fz打上时间戳存储至云平台；所述监理分配模块用于对各个隧道工序进行监理系数jl分析，并根据监理系数jl分配对应数量的监理人员对所述隧道工序进行现场监管；具体为：获取所述隧道工序的施工区域，获取所述施工区域的微地形数据；根据微地形数据对所述隧道工序的地形敏感度dm进行评估；获取所述隧道工序对应的施工时间段，获取所述施工时间段内对应施工区域的施工环境信息，计算得到环境影响系数hx；自动从云平台调取所述隧道工序的防治系数fz；利用公式jl=dm
×
b1+hx
×
b2+fz
×
b3计算得到所述隧道工序的监理系数jl；其中b1、b2、b3均为系数因子；
根据监理系数jl分配对应数量的监理人员进行现场监管；具体为：所述数据库内存储有监理系数范围与监理数量阈值的映射关系表；首先确定监理系数jl在映射关系表中位于的监理系数区间；再根据所述监理系数区间对应的监理数量阈值并标记为rz。
7.进一步地，所述工序评估模块的具体评估步骤为：根据时间戳，在预设时间内，采集同一隧道工序的问题分析结果；所述问题分析结果包括问题工序、问题持续时长以及问题等级；问题等级由相关人员根据治理过程中投入的人力物力资源进行评估；统计所述隧道工序出现问题的总次数为工序问题频次p1；将每个问题分析结果中的问题持续时长、问题等级依次标记为pti和pdi；利用公式zli=pti
×
d1+pdi
×
d2计算得到治理值zli，其中d1、d2均为系数因子；将治理值zli与预设治理阈值相比较；统计治理值zli大于预设治理阈值的次数占比为zb1，当zli大于预设治理阈值时，获取zli与预设治理阈值的差值并进行求和得到超治总值gz；利用公式fz=
ƒ
×
p1
×
(zb1
×
d3+gz
×
d4)计算得到所述隧道工序的防治系数fz，其中d3、d4为系数因子，
ƒ
为预设均衡因子。
8.进一步地，其中，环境影响系数hx的具体计算方法为：所述施工环境信息包括各天气参数的最大预计数据；各天气参数包括降雨量、降雪量、雾浓度和风速；将各天气参数的最大预计数据与数据库中存储的对应天气参数的安全数据进行对比，得到对应天气参数的数据差值；其中天气参数的数据差值包括降雨量差值、降雪量差值、雾浓度差值以及风速差值；获取大于零的各天气参数的数据差值，结合数据库中存储的各天气参数对隧道工序施工的影响因子，计算得到环境影响系数hx。
9.进一步地，所述微地形数据包括地下水位高度、地层岩性、岩体rqd、岩体裂隙率和岩体结构类型。
10.进一步地，所述工程监控模块用于对隧道工程的施工过程进行监控，并将采集的监控数据发送至云服务器存储，供监理人员查阅或进行数据分析；其中工程监控模块为若干个分布在隧道工程的高清摄像头，高清摄像头均带有位置标识。
11.进一步地，所述施工团队信息包括团队规模、团队等级以及各种施工设备信息；所述进度安排包括各种隧道工序和对应的施工时间段；其中，每个隧道工程包括若干个隧道工序，每个隧道工序均有对应的施工时间段。
12.进一步地，所述问题上传模块用于监理人员对发现的工程建设问题进行采集、编辑，并将工程建设问题上传至云服务器；所述云服务器接收到工程建设问题后指派相关人员进行处理；工程建设问题包括施工中遇到的阻碍、设备故障以及工程质量问题。
13.进一步地，所述问题销项模块用于相关人员处理完毕后对云服务器中的工程建设问题进行销项；其中，若问题解决时长大于预设时间阈值，则生成迟滞信号至云服务器；所述云服务器用于将迟滞信号发送至工程规划模块；工程规划模块接收到迟滞信号后，获取隧道工程的当前进度、剩余施工周期和施工团队信息，以重新规划隧道工程的进
度安排；施工领队根据重新规划的进度安排合理安排施工人员进行施工。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中所述工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排；所述工程监控模块用于对隧道工程的施工过程进行监控；所述云服务器用于接收并存储工程监控模块采集的监控数据和工程规划模块规划的进度安排，供监理人员查阅或进行数据分析；所述信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，从问题工序、问题持续时长以及问题等级等几个维度自动比对汇集后的问题事件记录，得到问题分析结果；本发明中工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数fz进行评估；监理分配模块用于结合各个隧道工序的地形敏感度dm、环境影响系数hx以及防治系数fz进行监理系数jl分析，并根据监理系数jl分配对应数量的监理人员对所述隧道工序进行现场监管；以及时发现施工问题，有效提高工程建设效率；本发明中所述问题上传模块用于监理人员对发现的工程建设问题进行采集、编辑，并将工程建设问题上传至云服务器；所述云服务器接收到工程建设问题后指派相关人员进行处理；所述问题销项模块用于相关人员处理完毕后对云服务器中的工程建设问题进行销项；其中，若问题解决时长大于预设时间阈值，则生成迟滞信号；所述工程规划模块接收到迟滞信号后，获取隧道工程的当前进度、剩余施工周期和施工团队信息，以重新规划隧道工程的进度安排，有效提高工程建设效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统的系统框图。
具体实施方式
17.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.如图1所示，无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，包括工程规划模块、云服务器、工程监控模块、信息整理模块、数据库、工序评估模块、云平台、监理分配模块、问题上传模块以及问题销项模块；工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排，并将规划的进度安排存储至云服务器；施工团队信息包括团队规模、团队等级以及各种施工设备信息；进度安排包括各种隧道工序和对应的施工时间段；其中，每个隧道工程包括若干个隧道工序，每个隧道工序均有对应的施工时间段；
工程监控模块用于对隧道工程的施工过程进行监控，并将采集的监控数据发送至云服务器存储，其中工程监控模块为若干个分布在隧道工程的高清摄像头，高清摄像头均带有位置标识；云服务器用于接收并存储工程监控模块采集的监控数据和工程规划模块规划的进度安排，供监理人员查阅或进行数据分析；信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，从问题工序、问题持续时长以及问题等级等几个维度自动比对汇集后的问题事件记录，得到问题分析结果；并将问题分析结果打上时间戳存储至数据库；其中，问题等级由相关人员根据治理过程中投入的人力物力资源进行评估；其中投入的人力物力资源越多，则问题等级越高；其中问题分析结果包括各个问题维度特征，以图形、图表等视觉方式呈现、并进行交互处理，用于增强数据呈现效果，使用户更方便直观地观察数据、理解数据，进而发现数据中隐藏的信息；其中问题分析结果包括各个问题维度特征，包括问题工序、问题持续时长以及问题等级等；工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数进行评估，具体评估步骤为：根据时间戳，在预设时间内，采集同一隧道工序的问题分析结果；统计隧道工序出现问题的总次数为工序问题频次p1；将每个问题分析结果中的问题持续时长、问题等级依次标记为pti和pdi；利用公式zli=pti
×
d1+pdi
×
d2计算得到治理值zli，其中d1、d2均为系数因子；将治理值zli与预设治理阈值相比较；统计治理值zli大于预设治理阈值的次数占比为zb1，当zli大于预设治理阈值时，获取zli与预设治理阈值的差值并进行求和得到超治总值gz；利用公式fz=
ƒ
×
p1
×
(zb1
×
d3+gz
×
d4)计算得到隧道工序的防治系数fz，其中d3、d4为系数因子，
ƒ
为预设均衡因子；工序评估模块用于将各个隧道工序的防治系数fz打上时间戳并存储至云平台；监理分配模块用于对各个隧道工序进行监理系数jl分析，并根据监理系数jl分配对应数量的监理人员对隧道工序进行现场监管；具体分析步骤为：获取隧道工序的施工区域，获取施工区域的微地形数据；根据微地形数据对隧道工序的地形敏感度dm进行评估；微地形数据包括地下水位高度、地层岩性、岩体rqd、岩体裂隙率和岩体结构类型；获取隧道工序对应的施工时间段；通过访问气象平台，获取施工时间段内对应施工区域的施工环境信息；施工环境信息包括各天气参数的最大预计数据；各天气参数包括降雨量、降雪量、雾浓度和风速；将各天气参数的最大预计数据与数据库中存储的对应天气参数的安全数据进行对比，得到对应天气参数的数据差值；若对应天气参数的数据差值小于或等于零，则表明对应天气参数的最大预计数据不影响隧道工序施工；其中天气参数的数据差值包括降雨量差值、降雪量差值、雾浓度差值以及风速差值；获取大于零的各天气参数的数据差值，结合数据库中存储的各天气参数对隧道工序施工的影响因子，计算得到环境影响系数hx；自动从云平台调取隧道工序的防治系数fz；利用公式jl=dm
×
b1+hx
×
b2+fz
×
b3
计算得到隧道工序的监理系数jl；其中b1、b2、b3均为系数因子；根据监理系数jl分配对应数量的监理人员进行现场监管；具体为：数据库内存储有监理系数范围与监理数量阈值的映射关系表；首先确定监理系数jl在映射关系表中位于的监理系数区间；再根据监理系数区间对应的监理数量阈值并标记为rz；其中，监理系数jl越大，则对应的监理数量阈值越大；在本实施例中，监理分配模块用于根据隧道工序的监理系数jl分配不同数量的监管人员进行现场监管，能有效识别出监理系数高的隧道工序进行重点监管，以及时发现施工问题，有效提高工程建设效率；在本实施例中，问题上传模块用于监理人员对发现的工程建设问题进行采集、编辑，并将工程建设问题上传至云服务器；云服务器接收到工程建设问题后指派相关人员进行处理；工程建设问题包括施工中遇到的阻碍、设备故障以及工程质量问题；问题销项模块用于相关人员处理完毕后对云服务器中的工程建设问题进行销项；其中，若问题解决时长大于预设时间阈值，则生成迟滞信号至云服务器；云服务器用于将迟滞信号发送至工程规划模块；工程规划模块接收到迟滞信号后，获取隧道工程的当前进度、剩余施工周期和施工团队信息，以重新规划隧道工程的进度安排；施工领队根据重新规划的进度安排合理安排施工人员进行施工，以提高工程建设效率。
19.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
20.本发明的工作原理：无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，在工作时，工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排；工程监控模块用于对隧道工程的施工过程进行监控；云服务器用于接收并存储工程监控模块采集的监控数据和工程规划模块规划的进度安排，供监理人员查阅或进行数据分析；信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，从问题工序、问题持续时长以及问题等级等几个维度自动比对汇集后的问题事件记录，得到问题分析结果；工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数fz进行评估；监理分配模块用于结合各个隧道工序的地形敏感度dm、环境影响系数hx以及防治系数fz进行监理系数jl分析，并根据监理系数jl分配对应数量的监理人员对隧道工序进行现场监管；以及时发现施工问题，有效提高工程建设效率；问题上传模块用于监理人员对发现的工程建设问题进行采集、编辑；云服务器接收到工程建设问题后指派相关人员进行处理；问题销项模块用于相关人员处理完毕后对云服务器中的工程建设问题进行销项；其中，若问题解决时长大于预设时间阈值，则生成迟滞信号；工程规划模块接收到迟滞信号后，获取隧道工程的当前进度、剩余施工周期和施工团队信息，以重新规划隧道工程的进度安排，有效提高工程建设效率。
21.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
22.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，包括工程规划模块、工程监控模块、信息整理模块、工序评估模块、监理分配模块、问题上传模块以及问题销项模块；所述工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排，并将规划的进度安排存储至云服务器；所述信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，从问题工序、问题持续时长以及问题等级几个维度自动比对汇集后的问题事件记录，得到问题分析结果并存储至数据库；所述工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数fz进行评估，并将防治系数fz打上时间戳存储至云平台；所述监理分配模块用于对各个隧道工序进行监理系数jl分析，并根据监理系数jl分配对应数量的监理人员对所述隧道工序进行现场监管；具体为：获取所述隧道工序的施工区域，获取所述施工区域的微地形数据；根据微地形数据对所述隧道工序的地形敏感度dm进行评估；获取所述隧道工序对应的施工时间段，获取所述施工时间段内对应施工区域的施工环境信息，计算得到环境影响系数hx；自动从云平台调取所述隧道工序的防治系数fz；利用公式jl=dm
×
b1+hx
×
b2+fz
×
b3计算得到所述隧道工序的监理系数jl；其中b1、b2、b3均为系数因子；根据监理系数jl分配对应数量的监理人员进行现场监管；具体为：所述数据库内存储有监理系数范围与监理数量阈值的映射关系表；首先确定监理系数jl在映射关系表中位于的监理系数区间；再根据所述监理系数区间对应的监理数量阈值并标记为rz。2.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述工序评估模块的具体评估步骤为：根据时间戳，在预设时间内，采集同一隧道工序的问题分析结果；所述问题分析结果包括问题工序、问题持续时长以及问题等级；问题等级由相关人员根据治理过程中投入的人力物力资源进行评估；统计所述隧道工序出现问题的总次数为工序问题频次p1；将每个问题分析结果中的问题持续时长、问题等级依次标记为pti和pdi；利用公式zli=pti
×
d1+pdi
×
d2计算得到治理值zli，其中d1、d2均为系数因子；将治理值zli与预设治理阈值相比较；统计治理值zli大于预设治理阈值的次数占比为zb1，当zli大于预设治理阈值时，获取zli与预设治理阈值的差值并进行求和得到超治总值gz；利用公式fz=
ƒ
×
p1
×
(zb1
×
d3+gz
×
d4)计算得到所述隧道工序的防治系数fz，其中d3、d4为系数因子，
ƒ
为预设均衡因子。3.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，其中，环境影响系数hx的具体计算方法为：所述施工环境信息包括各天气参数的最大预计数据；各天气参数包括降雨量、降雪量、雾浓度和风速；将各天气参数的最大预计数据与数据库中存储的对应天气参数的安全数据进行对比，得到对应天气参数的数据差值；其中天气参数的数据差值包括降雨量差值、降雪量差值、雾
浓度差值以及风速差值；获取大于零的各天气参数的数据差值，结合数据库中存储的各天气参数对隧道工序施工的影响因子，计算得到环境影响系数hx。4.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述微地形数据包括地下水位高度、地层岩性、岩体rqd、岩体裂隙率和岩体结构类型。5.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述工程监控模块用于对隧道工程的施工过程进行监控，并将采集的监控数据发送至云服务器存储，供监理人员查阅或进行数据分析；其中工程监控模块为若干个分布在隧道工程的高清摄像头，高清摄像头均带有位置标识。6.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述施工团队信息包括团队规模、团队等级以及各种施工设备信息；所述进度安排包括各种隧道工序和对应的施工时间段；其中，每个隧道工程包括若干个隧道工序，每个隧道工序均有对应的施工时间段。7.根据权利要求1所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述问题上传模块用于监理人员对发现的工程建设问题进行采集、编辑，并将工程建设问题上传至云服务器；所述云服务器接收到工程建设问题后指派相关人员进行处理；工程建设问题包括施工中遇到的阻碍、设备故障以及工程质量问题。8.根据权利要求7所述的无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，其特征在于，所述问题销项模块用于相关人员处理完毕后对云服务器中的工程建设问题进行销项；其中，若问题解决时长大于预设时间阈值，则生成迟滞信号至云服务器；所述云服务器用于将迟滞信号发送至工程规划模块；工程规划模块接收到迟滞信号后，获取隧道工程的当前进度、剩余施工周期和施工团队信息，以重新规划隧道工程的进度安排；施工领队根据重新规划的进度安排合理安排施工人员进行施工。

技术总结
本发明公开了无中隔墙连拱隧道施工监测预警系统，涉及隧道施工技术领域，包括工程规划模块、信息整理模块、工序评估模块、监理分配模块、问题上传模块以及问题销项模块；工程规划模块用于获取隧道工程的施工周期和施工团队信息，以规划隧道工程的进度安排；信息整理模块用于对各个隧道施工的问题事件记录进行汇集，得到问题分析结果；工序评估模块用于根据数据库内存储的带有时间戳的问题分析结果对各个隧道工序的防治系数进行评估；监理分配模块用于结合各个隧道工序的地形敏感度、环境影响系数以及防治系数进行监理系数分析，并根据监理系数分配对应数量的监理人员对隧道工序进行现场监管；以及时发现施工问题，有效提高工程建设效率。高工程建设效率。高工程建设效率。


技术研发人员：王江来 闫志峰 李小雷 谭振杰 李邓 周铁军 魏尧宝 李炼 黄飞 余江涛
受保护的技术使用者：中铁北京工程局集团有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/11