[发明专利]一种基于机器学习的基坑风险监测系统

说明书

本发明公开了一种基于机器学习的基坑风险监测系统，包括：中控系统、传感器组网、大数据系统、算法模块，其中，算法模块和大数据系统均与中控系统交互连接，传感器组网通过网关与中控系统连接。中控系统用于整个系统的统筹协调；传感器组网用于收集遍布基坑各个位置的传感器数据并通过所述网关上传；大数据系统用于数据的存储与管理；所述算法模块对收集的传感器数据进行整体的分析、处理和预测。通过中控系统连接起来的大数据系统、算法模块、传感器组网，形成了一整套完善的自动化监测装置，能够达到更高效率、更高精度的预测，能够及时发现安全隐患并进行报警，保障了现场基坑建设的安全性。

技术领域

本发明涉及基坑风险监测，特别是涉及一种基于机器学习的基坑风险监测系统。

背景技术

近年来，随着城镇化发展的提速，出现了越来越多的大型基坑工程，这对施工的难度与安全保障都提出了更严格的要求。

在基坑工程的施工阶段，由自然环境改变、人为操作违规等多种因素导致的安全事故频发，特别是开挖过程中土体、支护结构的荷载在不停发生变化。准确、及时地掌握基坑各个关键结构的受力及形变等状态，对判断基坑的风险等级有着重要的指导意义。

目前，在基坑监测领域主要采用定点布设传感器，人为搜集数据、制定报表、人为判断基坑状态，整个过程存在流程繁杂、人工参与过多、严重依赖主观经验、判断结果单一、历史数据利用率低等问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于机器学习模型的基坑风险监测系统，能够实现基坑监测的自动化、智能化，能够及时发现基坑建设过程中的安全隐患，并提前进行报警，保障了现场施工人员的人身安全以及基坑建设的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于机器学习模型的基坑风险监测系统，包括：中控系统、传感器组网、大数据系统、算法模块，其中，算法模块和大数据系统均与中控系统交互连接，传感器组网通过网关与中控系统连接；所述中控系统用于整个系统的统筹协调；所述传感器组网用于收集遍布基坑各个位置的传感器数据并通过所述网关上传；所述大数据系统用于数据的存储与管理；所述算法模块融合多个机器学习模型，对收集的传感器数据进行整体的分析、处理和预测。

其中，所述中控系统包括：功能管理模块，用于各个工地项目的增删改查，以及默认项目的切换；设备管理模块，用于管理当前项目中所放置的传感器，以及控制设备在线数量；人员管理模块，用于管理当前项目对其可见的人员，以及控制人员权限；数据统计分析模块，根据所述传感器的数据，向项目人员提供当前项目的统计信息，包括设备历史数据趋势图、预测结果、报警信息；数据可视化模块，用可视化的形式，展现数据信息；风险预警模块，通过数据接口与所述算法模块对接，将所述算法模块返回的预警、报警信息展现出来，供项目管理人员查看；语音播报模块，将所述报警信息通过语音模块播放出来，以提醒工作人员注意；智能预测模块，根据当前数据，通过调用所述算法模块实现预测未来时刻的数据趋势；风险管控模块，根据当前项目的数据情况，以及算法预测的结果，判断风险情况。

所述传感器组网包括：沉降仪、水位计、激光测量仪、倾角仪、位移计、测斜仪。所述沉降仪安装在固定位置上，拉绳缚在移动物体上，主要用于墙(坡)顶水平位移、墙(坡)顶竖向位移、围护墙深层水平位移、立柱竖向位移、基坑周边地表竖向位移、管线位移、邻近建(构) 筑物沉降等位置的监测；水位计需要放置在基坑附近的水孔中，用于监测水位变化；激光测量仪：需要成对安装，一个发送转置，一个接收转置，通过接收装置接收到的激光点左边变化来记录监测项目的状态变化；安装位置一般在基坑支护桩、支护墙等位置；倾角仪用于监测立杆、墙体的倾斜情况，通过X、Y轴的数据变化来判断监测项目的倾斜情况；需安装在支护桩/墙的2/3处；位移计类似沉降仪，用于测量可移动物体的位移大小；安装与沉降仪同理，传感器安装在固定位置上，拉绳缚在移动物体上；测斜仪：需要安装在工地测斜孔中，一般需要专门在基坑周边打数个测斜孔，然后把测斜仪放置其中，然后水泥浇筑或者用土填埋夯实。