本發(fā)明涉及建筑物注漿監(jiān)測(cè)，具體是一種既有建筑物注漿加固抬升智能監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著基建數(shù)量和速度的不斷攀升，工程建設(shè)中遇到的災(zāi)病害日益凸顯，其中不均勻沉降造成的工程病害尤為突出。工程實(shí)踐表明，注漿能夠有效地治理基建工程中的災(zāi)病害問題，注漿抬升在住宅、辦公樓和高層建筑等采用剛性基礎(chǔ)的建筑物糾偏領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2、如何確定注漿過(guò)程中的地表抬升位移已成為注漿工程界最為關(guān)心的問題之一。

3、相關(guān)技術(shù)中，既有建筑物注漿加固抬升位移的監(jiān)測(cè)，主要通過(guò)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行建筑物的檢測(cè)以判斷建筑物的位移狀況，操作效率低，判斷結(jié)果不夠準(zhǔn)確，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物位移狀況的有效監(jiān)控，且無(wú)法合理評(píng)估建筑物整體以及各位置的位移狀況并反饋預(yù)警，相應(yīng)管理人員難以及時(shí)作出針對(duì)性的管理措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種既有建筑物注漿加固抬升智能監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，旨在解決上述背景技術(shù)中所提出的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案。

3、本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種既有建筑物注漿加固抬升智能監(jiān)測(cè)方法；

4、包括以下步驟：

5、獲取當(dāng)前建筑物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配與所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括注漿參數(shù)和結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息；

6、構(gòu)建一個(gè)包含輸入層、隱含層和輸出層的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到用于推薦建筑物注漿參數(shù)的推薦模型；

7、將當(dāng)前建筑物的結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息作為所述推薦模型的輸入，輸出與當(dāng)前結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息所對(duì)應(yīng)的用于建筑物抬升的注漿參數(shù)；基于推薦輸出的注漿參數(shù)，對(duì)建筑物進(jìn)行注漿抬升施工；

8、獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)拍攝的多個(gè)建筑物圖像，所述建筑物圖像中含有粘貼在當(dāng)前建筑物上的監(jiān)測(cè)標(biāo)簽；

9、基于時(shí)序關(guān)系，選擇間隔時(shí)間大于時(shí)間閾值的兩個(gè)圖像，對(duì)選擇的兩個(gè)建筑物圖像進(jìn)行圖像識(shí)別處理，得到當(dāng)前建筑物的抬升數(shù)據(jù)；

10、將所述抬升數(shù)據(jù)和預(yù)期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果輸出針對(duì)當(dāng)前建筑物的監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

11、進(jìn)一步的，所述基于比較結(jié)果輸出針對(duì)當(dāng)前建筑物的監(jiān)測(cè)狀態(tài)的步驟，包括：

12、當(dāng)抬升數(shù)據(jù)與預(yù)期數(shù)據(jù)的差值大于預(yù)警閾值時(shí)，對(duì)所述推薦模型進(jìn)行修正，并將當(dāng)前抬升數(shù)據(jù)和預(yù)警信息作為當(dāng)前建筑物的監(jiān)測(cè)狀態(tài)進(jìn)行輸出；

13、當(dāng)抬升數(shù)據(jù)與預(yù)期數(shù)據(jù)的差值小于閾值時(shí)，將抬升數(shù)據(jù)作為當(dāng)前建筑物的監(jiān)測(cè)狀態(tài)進(jìn)行輸出。

14、進(jìn)一步的，所述構(gòu)建一包含輸入層、隱含層和輸出層的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的步驟中，隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量通過(guò)下式確定：

15、

16、式中，n表示隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；ni為輸入層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；no表示輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，a表示為正整數(shù)的常數(shù)，a∈[1,10]；

17、構(gòu)建的所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，學(xué)習(xí)率設(shè)置為0.01；

18、輸入層到隱含層傳遞函數(shù)選sigmoid函數(shù)，隱含層到輸出層傳遞函數(shù)選線性傳遞purelin函數(shù)，訓(xùn)練次數(shù)為20000。

19、進(jìn)一步的，所述利用歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到用于推薦建筑物注漿參數(shù)的推薦模型的步驟，包括：

20、采用磷蝦群算法對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)重和閾值進(jìn)行優(yōu)化，尋找最優(yōu)的迭代權(quán)重和閾值參數(shù)，基于權(quán)重和閾值參數(shù)的范圍初始化種群x＝【x1,x2,x3...xn】，將計(jì)算均方誤差作為每個(gè)種群的適應(yīng)度k＝【k1,k2,k3...kn】，種群速度的更新公式表示為：

21、

22、式中，ni表示誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)，fi表示覓食運(yùn)動(dòng)，di表示擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；

23、種群個(gè)體根據(jù)種群速度進(jìn)行位置更新；

24、完成位置更新后，采用基因繁殖機(jī)制，利用交叉操作對(duì)種群進(jìn)行更新，并進(jìn)行下一次迭代，迭代完成之后，獲得最優(yōu)適應(yīng)度的種群位置；

25、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)模型權(quán)重和閾值，利用得到的最優(yōu)適應(yīng)度的種群對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)重和閾值進(jìn)行優(yōu)化，得到推薦模型。

26、進(jìn)一步的，所述將計(jì)算均方誤差作為每個(gè)種群的適應(yīng)度的步驟，包括：

27、以bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的推薦結(jié)果與目標(biāo)期望值誤差的均方差mse作為目標(biāo)函數(shù)確定粒子適應(yīng)度函數(shù)，適應(yīng)度值越低，誤差越小，模型推薦結(jié)果越準(zhǔn)確，所述適應(yīng)度函數(shù)表示為：

28、

29、式中，n表示樣本數(shù)量，y表示輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，表示第n個(gè)樣本的第x個(gè)輸出層節(jié)點(diǎn)的期望值；wnx表示第n個(gè)樣本的第x個(gè)網(wǎng)絡(luò)輸出層節(jié)點(diǎn)的實(shí)際值。

30、進(jìn)一步的，所述對(duì)選擇的兩個(gè)建筑物圖像進(jìn)行圖像識(shí)別處理，得到當(dāng)前建筑物的抬升數(shù)據(jù)的步驟，包括：

31、采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)選擇的兩個(gè)建筑物圖像進(jìn)行處理，分別提取出第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物；

32、根據(jù)第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物得到監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的偏離值，將偏離值作為當(dāng)前建筑物的抬升數(shù)據(jù)。

33、進(jìn)一步的，所述采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)選擇的兩個(gè)建筑物圖像進(jìn)行處理，分別提取出第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物的步驟，包括：

34、在兩個(gè)建筑物圖像中，分別將圖像的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行基于灰度值轉(zhuǎn)化為灰度標(biāo)志物的處理，得到第一灰度矩陣和第二灰度矩陣；

35、利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷積核分別對(duì)第一灰度矩陣和第二灰度矩陣中的每個(gè)灰度標(biāo)志物進(jìn)行卷積操作，計(jì)算出每個(gè)灰度標(biāo)志物的特征值，得到第一特征矩陣和第二特征矩陣；

36、分別從第一特征矩陣和所述第二特征矩陣中提取出具有相同特征值的標(biāo)志物，將提取的標(biāo)志物分別作為第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物。

37、進(jìn)一步的，所述根據(jù)第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物得到監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的偏離值的步驟，包括：計(jì)算第一標(biāo)志物和第二標(biāo)志物的像素距離；根據(jù)監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的真實(shí)尺寸和計(jì)算得到的所述像素距離，計(jì)算出所述監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的偏離值。

38、本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種既有建筑物注漿加固抬升智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括以下模塊：

39、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊，用于獲取當(dāng)前建筑物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配與所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括注漿參數(shù)和結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息；

40、模型訓(xùn)練模塊，用于構(gòu)建一個(gè)包含輸入層、隱含層和輸出層的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到用于推薦建筑物注漿參數(shù)的推薦模型；

41、參數(shù)推薦模塊，用于將當(dāng)前建筑物的結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息作為所述推薦模型的輸入，輸出與當(dāng)前結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息所對(duì)應(yīng)的用于建筑物抬升的注漿參數(shù)；基于推薦輸出的注漿參數(shù)，對(duì)建筑物進(jìn)行注漿抬升施工；

42、注漿監(jiān)測(cè)模塊，用于獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)拍攝的多個(gè)建筑物圖像，所述建筑物圖像中含有粘貼在當(dāng)前建筑物上的監(jiān)測(cè)標(biāo)簽；基于時(shí)序關(guān)系，選擇間隔時(shí)間大于時(shí)間閾值的兩個(gè)圖像，對(duì)選擇的兩個(gè)建筑物圖像進(jìn)行圖像識(shí)別處理，得到當(dāng)前建筑物的抬升數(shù)據(jù)；

43、狀態(tài)輸出模塊，用于將所述抬升數(shù)據(jù)和預(yù)期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果輸出針對(duì)當(dāng)前建筑物的監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既有建筑物注漿加固抬升智能監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)的有益效果是：

45、第一，本發(fā)明通過(guò)獲取當(dāng)前建筑物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中匹配與所述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，能夠利用歷史數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)和指導(dǎo)當(dāng)前建筑物的注漿參數(shù)，通過(guò)匹配歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，可以為當(dāng)前建筑物提供更加精確的注漿參數(shù)推薦；

46、第二，本發(fā)明的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通過(guò)學(xué)習(xí)歷史建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中的注漿參數(shù)和結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息，能夠構(gòu)建出一個(gè)有效的推薦模型，這種模型能夠根據(jù)輸入的結(jié)構(gòu)地質(zhì)信息預(yù)測(cè)出合適的注漿參數(shù)，提高了注漿施工的準(zhǔn)確性和可靠性；應(yīng)用推薦模型輸出的注漿參數(shù)進(jìn)行建筑物抬升施工，可以確保施工過(guò)程中注漿參數(shù)的合理性；

47、第三，本發(fā)明通過(guò)獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)連續(xù)拍攝的建筑物圖像，利用時(shí)序關(guān)系選擇間隔時(shí)間大于時(shí)間閾值的兩個(gè)圖像進(jìn)行比較，可以有效地捕捉到建筑物在一定時(shí)間段內(nèi)的變化，并利用圖像識(shí)別技術(shù)處理這些圖像，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物的抬升過(guò)程，有助于及時(shí)調(diào)整施工方案，確保施工安全和效果；

48、第四，本發(fā)明通過(guò)比較實(shí)際抬升數(shù)據(jù)和預(yù)期數(shù)據(jù)，可以評(píng)估建筑物抬升施工的準(zhǔn)確性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工偏差，采取糾正措施，確保施工質(zhì)量。