[发明专利]一种深基坑围护结构变形远程监测预警系统

权利要求书

1.一种深基坑围护结构变形远程监测预警系统，其特征在于，采用理论研究和数值模拟相结合方法，确定施工过程中深基坑围护桩和钢支撑结构变形状况；基于物联网应用技术，研究实时监测预警技术，根据深基坑围护结构变形远程监测预警装备系统的要求和特点，构造以数据采集、通信联络、核心处理空间和数据终端组成的M2M模型的物联网框架，其包括如下步骤：深基坑围护结构变形监测物联网框架、监控系统的系统硬件物理布局、系统软件体系构建，本发明可为地铁工程管理及施工部门实时掌握施工过程中深基坑围护结构变形状况，准确排查安全隐患、有效预防基坑施工事故发生提供信息技术支持和保障。

2.根据权利要求1所述的深基坑围护结构变形远程监测预警系统，其特征在于，其深基坑围护结构变形监测系统的物联网框架构造，构造以数据采集、核心处理空间、通信联络、数据终端四个部分组成了物联网。

3.根据权利要求2所述的数据采集，其特征在于，数据采集子系统由传感器、信号采集及传输装置和上位机系统组成，主要采集施工过程应力变化参数值，其中：传感器通过轴力计、钢筋计接收围护桩水平竖向位移、钢支撑轴力、围护桩钢筋内力参数；信号采集及传输由信号采集卡、信号识别器、信号避雷器、数据传输接口组成；上位机系统包括工控机、电源避雷器、显示屏及上位机软件，同时考虑到监测位置因素，数据传输采用有限网络和无线网络相结合方式进行。

4.根据权利要求2所述的核心处理空间，其特征在于，作为物联网框架的核心单元，核心处理空间是完成M2M模式的关键，其中，防火墙一方面具有防止非法入侵的功能，另一方面还具有判断数据合法性的功能，对数据进行过滤；与防火墙相连的服务器任务是协调、调度数据库服务器和超级计算机之间的通信及数据处理任务；数据库服务器存储采集到的数据，并记录整个事务处理过程，是整个框架的存储器和记录器；超级计算机是整个框架的核心，负责深基坑围护结构变形远程预警及分析数据处理任务，包括：FLAC3D仿真模拟、GIS数据处理，其所需数据来源于数据库服务器，并将处理结果发送到服务器。

5.根据权利要求2所述的通信联络，其特征在于，通信联络子系统的任务是通过专线或ISP提供的公共网络进行通信，将数据采集子系统的数据传输到核心处理空间；并将处理后的数据传输到数据终端；并将终端用户反馈的信息或指令通过数据终端传回核心处理空间。

6.根据权利要求2所述的数据终端，其特征在于，数据终端任务是将通信层传来的数据显示给最终用户，并同时接收用户反馈信息和指令，分为反馈终端和无反馈终端。

7.根据权利要求1所述的系统硬件物理布局，其特征在于，该系统是一套以计算机管理软件为核心的软硬件相结合的监测预警系统，由传感器，信号采集与传输，上位机及其软件三部分组成，其中：传感器部分包括轴力计、钢筋计接收围护桩水平竖向位移、钢支撑轴力、围护桩钢筋内力相关应力应变参数传感装置；信号采集与传输部分包括信号采集卡、识别器、信号避雷器、数据传输接口；上位机部分包括工控机、电源避雷器、显示屏、上位机软件，用于施工工地的工况监控、报警。

8.根据权利要求1所述的系统硬件物理布局，其特征在于，系统软件功能布局：遵循理论与实际相结合、定性与定量相结合的原则，采用理论分析、数学建模及数值模拟技术手段，集多学科融合交叉的综合研究方法构建监测预警功能框架。