[发明专利]基于激光测距仪组网的基坑开挖状态监控系统和方法

权利要求书

1.一种基于激光测距仪组网的基坑开挖状态监控系统，其特征在于，包括检测单元和监控单元(4)；

所述检测单元为多个激光测距仪(1)，多个所述激光测距仪(1)均匀架设在开挖基坑的冠梁(2)侧面或支撑梁(3)下方，每个所述激光测距仪(1)内部封装有第一无线传输模块；

所述激光测距仪(1)，用于获取某个区段某个时刻的土方开挖基础信息，并通过所述第一无线数据传输模块将土方开挖基础信息反馈到所述监控单元(4)，同时通过所述第一无线数据传输模块接所述收监控单元(4)的远程控制指令，执行主动/被动控制命令；

所述监控单元(4)包括第二无线数据传输模块、数据处理分析模块、组网控制模块、监测数据展示模块、监测数据存储模块和监测预警模块；

所述第二无线数据传输模块，与所述第一无线数据传输模块通过无线信号通信连接，用于接收所述第一无线数据传输模块发送的土方开挖基础信息并将其传输到所述数据处理分析模块和监测数据展示模块，发出组网控制模块的主动/被动控制指令；

所述组网控制模块，用于处理激光测距仪(1)组网的被动控制规则和主动控制命令，通过第二无线数据传输模块，控制激光测距仪(1)组网；

所述数据处理分析模块，基于所述土方开挖基础信息，换算得到对应位置的土方标高，并对处理后的数据进行分析，形成图形模式进行展示，得到基坑开挖情况；

所述监测数据展示模块，利用BIM技术三维视角全局化了解项目的变形情况，对BIM模型构建实现编码化，与监测点的土方开挖基础信息实现关联，通过监测信息驱动模型构件的颜色变化；

所述监测数据存储模块，将集成原始文件和分析后的数据文件，分门别类的存储于硬件服务器或云服务器；

所述监测预警模块，当场地内某个监测点达到预警条件时，根据等级情况实施平台派发预警信息。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距仪组网的基坑开挖状态监控系统，其特征在于，所述图形包含：土方开挖面等高线图、土方开挖时程曲线、多角度分析图、土方开挖与其他监测项目叠加图。

3.根据权利要求2所述的基于激光测距仪组网的基坑开挖状态监控系统，其特征在于，所述土方开挖基础信息包含：测距仪坐标、激光探头角度、探头至土方开挖面距离。

4.权利要求1至3任一项所述的根据权利要求1所述的基于激光测距仪组网的基坑开挖状态监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于开挖基坑的冠梁(2)或支撑梁(3)布置情况，及所述激光测距仪(1)性能、土方监控信息密度需求、基坑设计情况，进行激光测距仪(1)组网设计，在满足土方开挖状态信息密度的情况下，优化组网设备布置和数量，将多个所述激光测距仪(1)均匀架设在开挖基坑的冠梁(2)侧面或支撑梁(3)下方，完成激光测距仪(1)设备安装，自此检测单元安装完成；

步骤2、进行检测单元供电，构建检测单元与监控单元(4)之间的数据传输网络，设置激光测距仪(1)探头方位的被动控制规则；

步骤3、将所述激光测距仪(1)探头对准需要量测的土体开挖面，获取探头观测方位及对应距离数值；对组网中的每个激光测距仪(1)单元，每次测量得到一组测距仪坐标、测距仪探头方位、实测距离组成的基础数据，并将某个区段某个时刻的土方开挖基础信息直接通过所述第一无线数据传输模块反馈到监控单元(4)；

步骤4、所述第二无线数据传输模块接收所述第一无线数据传输模块获得的土方开挖基础信息并将其传输到所述数据处理分析模块；

步骤5、所述数据处理分析模块基于所述土方开挖基础信息，换算得到对应位置的土方标高，并对处理后的数据进行分析，形成图形模式展示，得到基坑开挖情况；

步骤6、所述组网控制模块根据数据处理分析模块的分析结果，基于被动控制规则，给出激光测距仪(1)动作指令，通过第二无线传输模块控制检测单元，进行误差修正；当工作人员对局部位置土方开挖监测状态出现疑问时，通过所述组网控制模块主动发出动作指令，通过第二无线传输模块传输到检测单元，对怀疑位置主动进行土方开挖数据收集；

步骤7、所述监测数据展示模块利用BIM技术三维视角全局化了解项目的变形情况，对BIM模型构建实现编码化，与监测点的土方开挖基础信息实现关联，通过监测信息驱动模型构件的颜色变化；

步骤8、所述监测数据存储模块将集成原始文件和分析后的数据文件，分门别类的存储于硬件服务器或云服务器；

步骤9、当场地内某个监测点达到预警条件时，所述监测预警模块根据等级情况实施平台派发预警信息。