[发明专利]历史建筑灾损度测量技术

说明书

技术领域

历史建筑灾损度测量技术提出了一种测量历史建筑损坏与日常消耗（称灾损）的方法。发明使用无线传感器网络与图像识别技术结合的，将历史建筑发生灾损的四个等级进行分类测量与统计，形成对历史建筑的灾损状态测量。本发明提供了快速便捷的历史建筑灾损状态的测量方法，与所处灾损度的量化评介。历史建筑的状态测量，包括了对建筑状态与建筑空间的测量。

背景技术

历史建筑的损坏程度与质量相关的度量，是对历史建筑客观评介重要基础性技术。历史建筑的这种损坏与抗灾难的程度，称之为灾损度。灾损度的测量吸取了历史上多种历史建筑的测量方法，做到无损、长久的数据采集，使得历史建筑的时间跨度上的测量，达到了较好的稳定性。测量采用无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，wsn）技术，将传感器的数据采集并汇集到计算机中，对因为损坏与灾难形成的参数变化进行计算，从而形成历史建筑的灾损度判断。

发明内容

历史建筑的灾损度定义为建筑本身的封闭性、舒适度与建筑变形三个部分。所形成的定义为封闭度ξ_１由历史建筑的内外空间物理参数形成；舒适性等历史建筑功能系数ξ_２由特定的传感数据计算形成；历史建筑的框架结构变形率ξ_３决定了历史建筑的刚性，由变形传感器网络探测并形成拟合系数。所有的计算结果在做归一化处理后，以公式计算出历史建筑的灾损率μ。公式如下：μ＝ξ_１xξ₂xξ₃。其中ξ_１、ξ_２、ξ_３为归一化系数，μ为介于０与１之间的值。其探测与数据来源图1所示。

传感器械探测网络由图二所示框架组成，无线网关同步收集处于室内y1与室外y2无线探测网络数据，并进行计算。室内传感器节点的物理参数与室外传感器节点形成三类集合。所有参数的差值计算构造出历史建筑封闭度ξ_１；指定功能网络同特定传感器节点会聚形成，如舒适度功能由同区域（网络）温度、湿度与风力传感器节点组成，所构造的功能传感器参数集计算出区域舒适度ξ₂；专用变形传感器网络，形成对历史建筑框架变形度（率）ξ_３进行计算。所有数据经过归一化处理完成可计算数据集合。

室外传感器网络由i个节点组成，由通用传感器节点与变形传感器节点组成；变形传感器节点用于对建筑的形体机械结构变形的检测，通过检测到的变形程度由算法形成１０级变形计算；通用传感器与室外传感器数量相同或近似，如为j个。

室内传感器网络由i个传感器组成，包括通用传感器，一般与室外传感器数量j相同；同时室内传感器i还有i-j（大于０）用于框架变形传感器的数据获取与传送。封闭度与舒适度由通用传感器j个组成，并进行数据采集。

无线传感器节点由无线通信节点与传感器组件组成，选择无线通信芯片zigbee的CC2530为通信芯片，选择通用电子传感器电路形成配套传感器。如图三为基本节点的电路框架。

闭程度探测原理与计算

由室内y₁与室外y₂二个环境探测网络组成室内外通用传感器参数集合，y₁、y₂对应二个网络形成二组传感器参数集{x_i}、{x_j}，i、j为整数。若二个网络参数为一一对应时，且当为y₁为室内，y₂为室外，约定同性质（成对）传感参数差值⊿x_i，定义同时或同周期内获取的成对同性质传感器值x_i、x_j：

⊿x_j＝|x_i-x_j|

对于每类传感器值存在的室内外最大差异值⊿x_j０，定义归一化值为历史建筑封闭度ξ_１，详见图6，公式1。

传感器最大差异取值与传感器类型如表一所示：

表一 不同传感器类型传感器最大差异取值表