[发明专利]基于数字孪生技术的施工现场深基坑智能监测预警系统

说明书

本发明提及一种基于数字孪生技术的施工现场深基坑智能监测预警系统，包括监控点创建模块、监控点管理模块、信息采集模块、阈值管理模块和监控预警模块；本发明利用监控点创建模块接收外部导入的施工区域内任意一个深基坑的基本信息、环境信息、土质信息和施工进度规划，对导入数据进行解析，分析得到该深基坑包含的所有监控对象、以及每个监控对象的监控参数和相应的参数阈值，采用数字孪生技术，结合各深基坑不同的特性对所有深基坑进行统一监控和管理，通过监测深基坑支撑体系状态变化，进行自动预警。

技术领域

本发明涉及建筑工程深基坑监测领域，属于一种基于数字孪生技术的施工现场深基坑智能监测预警系统。

背景技术

工程中基坑开挖的深度已经超过了5米，同时也是包括5米的，这种情况下就属于深基坑，但如果深度并没有超过5米，可是周围的环境和地质的条件比较复杂，这种情况下也可以被称之为深基坑。作为深基坑工程不仅仅要和地质条件有关，还要和与基坑相邻的其他建筑物有很大的关系，在进行基坑施工的时候，也需要保护周围建筑物以及一些设施的安全，因此深基坑监测就非常的重要，目前深基坑监测分为人工监测和智能化监测，传统的人工监测需要监测人员有很强的专业能力，并且人工监测往往会有较高的错误率，而自动化的监测功能往往都相对单一，只能监测深基坑通用结构件的位移和沉降值，并且为了确保监控效果，通常会将阈值设的较低，导致误报预警频繁出现，增加了运维成本。因此，目前急需一种定制化的系统，能够根据不同深基坑特性，随时随地了解深基坑的状态进行预测和准确的风险预警系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种数字孪生技术平台为基础，物联网集成平台为依托，智能应力感知设备结合物联网监测平台为手段，将现场深基坑支撑体系监测的状态实时监测起来，解决随时随地了解深基坑支撑状态进行预测和准确的风险预警系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数字孪生技术的施工现场深基坑智能监测预警系统，包括监控点创建模块、监控点管理模块、信息采集模块、阈值管理模块和监控预警模块。

所述监控点创建模块用于接收外部导入的施工区域内任意一个深基坑的基本信息、环境信息、土质信息和施工进度规划，对导入数据进行解析，分析得到该深基坑包含的所有监控对象、以及每个监控对象的监控参数和相应的参数阈值，结合深基坑的基本信息和分析结果创建新的监控点，为监控点和监控对象分配独有的监控点编号和监控对象编号。

所述监控点管理模块用于管理不同编号的监控点和监控对象，所述监控对象类别包括支护结构、地下水状况、基坑底部及周边土体、周边建筑、周边管线及设施。

所述监控预警模块接收安装在各个监控对象上的传感器发来的位移和沉降数据，所述位移和沉降数据包括基坑水平位移及竖向位移、基坑深层水平位移、基坑锚索拉力、基坑支护桩结构内力、基坑水位，结合环境信息对该监控点和监控对象的数据进行处理。

所述阈值管理模块根据当前进度和当前信息采集模块发来的位移和沉降数据，结合环境信息和阈值管理模块发送的该监控点和监控对象当前阈值，调取该深基坑对应的预警算法对它进行分析处理。

进一步的，所述深基坑的基本信息包括深基坑坑体的物理参数信息、固定结构件的相关信息以及包含的监测设备的相关信息；所述物理参数信息包括围墙、周边管线；所述固定结构件的相关信息包括立柱、锚杆、土钉；所述监测设备的相关信息包括测斜仪、水准仪、全站仪。

进一步的，所述环境信息分为天气信息和对深基坑存在扰动影响的其他项目的相关信息，包括地下水状况、基坑底部及周边土体、周边建筑、周边管线及设施。

进一步的，所述土质信息包括深基坑自身土质、周边土质以及开挖中变化的土质信息。