[发明专利]大型沉井施工全过程智能控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种大型沉井施工全过程智能控制系统及控制方法，包括：实时信息采集模块、数据处理模块、综合预警模块、智能决策模块、PLC设备控制模块和控制系统客户端；所述实时信息采集模块和PLC设备控制模块安装于沉井结构上；所述数据处理模块、综合预警模块、智能决策模块均集成于集成服务器上。本发明对沉井各个施工阶段的重要参数进行监测，以及时掌握沉井结构内部应力及整体稳定性，根据实时监测数据分析结果动态控制施工现场设备调整沉井姿态，从而为安全施工提供预警信息，确保基础施工顺利进行，达到指导施工和反馈设计的目的。

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的桥梁沉井基础领域。更具体地说，本发明涉及一种大型沉井施工全过程智能控制系统及控制方法。

背景技术

沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井基础在施工过程中的姿态受到自身重力、水文环境等多种因素的影响，需要在施工全过程保证沉井的稳定性，沉井施工监控的作用在于根据现场监测数据资料，动态控制沉井施工安全。

在深水沉井基础的现场施工监控工作中，通常只是在取土下沉阶段对沉井下沉过程进行仿真分析，再根据监测结果人工检验沉井结构的设计及下沉施工计算模式是否同实际状况相符，完善相关计算理论，最后指导后续施工决策。这种传统监控方法仅仅只在一个施工阶段进行监控，而对其它施工阶段没有涉及，因此无法掌握沉井连续受力和姿态状态；另外传统方法计算分析和施工决策都通过人工手动完成，最后由管理者下达施工指令，这个过程存在时间断点，而且情况紧急时容易出现指令无法实时传递的缺陷。因此需要开发一种应用于大型沉井施工全过程的智能控制系统解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型沉井施工全过程智能控制系统及控制方法，对沉井各个施工阶段的重要参数进行监测，以及时掌握沉井结构内部应力及整体稳定性，根据实时监测数据分析结果动态控制施工现场设备调整沉井姿态，从而为安全施工提供预警信息，确保基础施工顺利进行，达到指导施工和反馈设计的目的。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大型沉井施工全过程智能控制系统，包括：实时信息采集模块、数据处理模块、综合预警模块、智能决策模块、PLC设备控制模块和控制系统客户端；所述实时信息采集模块和PLC设备控制模块安装于沉井结构上；所述数据处理模块、综合预警模块、智能决策模块均集成于集成服务器上；

所述实时信息采集模块，用于自动采集沉井结构实时数据，并通过无线方式传输到集成服务器；

所述数据处理模块，用于将实时采集的沉井监测数据进行滤波、结构化处理与存储，并将处理后的数据载入到沉井有限元计算模型中，根据实际参数状态对模型进行更新，通过自动计算后将沉井结构各类参数分类整理；

所述综合预警模块，用于根据当前沉井施工阶段、实时数据计算结果与评估指标动态调整预警阈值，对超限数据监测项目通过控制系统客户端进行警报推送，记录当前超限数据监测项目与偏移量；

所述智能决策模块，用于根据当前沉井施工阶段、超限数据监测项目与偏移量完成一系列逻辑分析并自动得出控制指令，用于控制设备对沉井状态进行调整，通过控制系统客户端进行指令确认；

所述PLC设备控制模块，用于控制沉井结构上安装的多个控制设备，根据PLC设备控制模块收到的操作指令与设备PLC控制器进行通信，通过对现场设备的控制达到调整沉井状态的目的。

优选的是，所述实时信息采集模块由安装在沉井上的各类传感器和若干台无线传输采集站组成，安装在沉井上的各个传感器通过通信线缆连接到采集站，由采集站将实时数据发送到集成服务器。