[发明专利]建筑物倾斜角度的数据分析方法和系统

说明书

本发明公开了一种建筑物倾斜角度的数据分析方法和系统，其方法包括：读取建筑物的地基沉降测量点的三维坐标(x_i，y_i，z_i)，i＝0、1、2……n‑1；根据地基平面方程一般表达式，建立建筑物的地基平面方程；采用最小二乘拟合的原理，使用三维坐标对地基平面方程进行拟合；根据拟合后的地基平面方程，计算建筑物地基非均匀沉降对建筑物倾斜角度的影响数值。其通过计算建筑物地基非均匀沉降对建筑物倾斜角度的影响数值，实现了定量区分建筑物自身因素对建筑物倾斜角度的影响与外界环境因素对建筑物倾斜角度的影响，有效地解决了现有的建筑物倾斜的数据分析方法不能保证数据分析结果的精确性，导致应对措施错误、建筑物倒塌后果的问题。

技术领域

本发明涉及建筑物监测系统的数据分析领域，特别是涉及一种建筑物倾斜角度的数据分析方法和系统。

背景技术

近年来，随着铁路无线通信技术的快速发展，作为保障高速铁路安全运营的重要基础设施——GSM-R(Global System for Mobile Communications-Railway或GSM-Railway，数字移动通信系统)通信铁塔越来越多地被部署和应用。然而，由于一些恶劣地质现象、铁塔老化氧化、人为破坏等原因，造成铁塔倾斜情况时有发生，严重时甚至导致铁塔倒塌。铁塔的倾斜和倒塌不仅会造成通信网络中断和行车中断，甚至会引发其他铁路事故，这对通信网正常工作和安全行车带来安全隐患。类似的事故也经常发生在其他建筑物上，同样会对建筑物内部及其周边的人员、财产和交通造成巨大的安全隐患。因此对建筑物的倾斜状态进行监测并对建筑物倾斜数据进行自动分析显得尤为重要。

目前针对建筑物(如：铁塔)倾斜的数据分析采用较多的是不定量计算出地基非均匀沉降对倾斜角度造成的影响，直接使用数据进行对比分析的方法。该方法虽然实现起来较为简单，但是在建筑物发生倾斜时，不能准确的获知其倾斜状态与地基非均匀沉降的关联性，也无法推断出建筑物倾斜主要原因是出于自身地基非均匀沉降还是外界环境因素如：风向和风速等。即，上述方法不能将建筑物自身地基非均匀沉降对倾斜角度造成的影响与外界风向、风速等环境因素的影响分离开，因此无法确定建筑物倾斜的准确原因。从而不能在建筑物倾斜角度超过阈值之前，对建筑物倾斜状态进行精确的数据分析和趋势预警。其不仅难以保证数据分析结果的精确性，也难以确定减小建筑物倾斜角度的可能方案，使得相关应对措施不及时产生因为铁塔倾倒造成巨大的经济损失的现象。而依靠专门的监控人员来进行人工分析判断，不仅会急剧加大建筑物监测系统的人工成本，还会因为人工判断的主观性和非精确性，造成计算偏差，同样不能保证数据分析结果的精确性，有可能导致应对措施错误、铁塔等建筑物倒塌的后果。

发明内容

基于此，有必要针对现有的建筑物倾斜的数据分析方法不能保证数据分析结果的精确性，可能导致应对措施错误、建筑物倒塌后果的问题，提供一种建筑物倾斜角度的数据分析方法和系统。

为实现本发明目的提供的一种建筑物倾斜角度的数据分析方法，包括如下步骤：

读取建筑物的地基沉降测量点的三维坐标(x_i，y_i，z_i)，i＝0、1、2……n-1；

根据地基平面方程一般表达式Ax+By+Cz+D＝0，建立所述建筑物的地基平面方程；

采用最小二乘拟合的原理，使用所述三维坐标对所述地基平面方程进行拟合；

根据拟合后的地基平面方程，计算所述建筑物地基非均匀沉降对所述建筑物倾斜角度的影响数值；

其中，x_i为读取的第i个建筑物的地基沉降测量点在水平方向x轴的位置；

y_i为读取的第i个建筑物的地基沉降测量点在水平方向y轴的位置；

z_i为读取的第i个建筑物的地基沉降测量点在垂直方向z轴的位置；