基于数字单元化的隧道安全风险识别方法、服务器及存储介质与流程

本发明属于计算机监测，具体涉及一种基于数字单元化的隧道安全风险识别方法、服务器及存储介质。

背景技术：

1、隧道结构健康监测是地下工程安全运营的重要保障，现有技术中，针对隧道结构的安全评估主要依赖于在衬砌表面或内部埋设应变计、位移计、加速度计等传感器，对每个传感器采集的时序数据进行阈值判别或趋势分析，当某个测点的监测指标超出预设预警值时触发报警。

2、近年来，数据驱动方法被引入隧道监测领域，例如基于单变量时间序列的异常检测算法、基于支持向量机或神经网络的分类判别模型，以及基于有限元数值模拟的力学状态反演方法。上述方法在一定程度上能够反映结构局部的受力变形状态。然而，隧道结构是由多个衬砌节段通过螺栓、接头等连接构造共同构成的连续承载体系，相邻结构单元之间的力学作用存在明确的传递路径，单一测点的状态变化往往通过力学连接关系影响周边多个单元，现有方法未能充分利用单元间的力学连接拓扑信息，缺乏对多单元协同承载行为进行联合建模与异常识别的能力。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于数字单元化的隧道安全风险识别方法、服务器及存储介质，能够解决或者部分解决上述背景技术所涉及的技术问题。

2、本发明实施例提供一种基于数字单元化的隧道安全风险识别方法，应用于隧道安全风险识别服务器，所述方法包括：

3、获取隧道结构单元的单元状态参量时间序列和单元间力学连接拓扑信息；

4、根据所述单元间力学连接拓扑信息，基于力传递路径闭合特性将所述隧道结构单元组合为协同行为群组以生成协同行为群组配置信息，并与群组内隧道结构单元标识序列及每个隧道结构单元对应的单元状态参量时间序列建立关联；

5、针对每个所述协同行为群组，利用该协同行为群组关联的单元状态参量时间序列，在形变协调条件约束下提取多单元状态参量在连续时间窗口内的协同波动规律，生成表征群组协同行为模式的协同行为向量序列；

6、通过预训练的自编码器模型对所述协同行为向量序列进行隐空间映射得到隐空间表征向量，并对所述隐空间表征向量进行信号重建，生成重构协同行为向量序列；

7、基于所述协同行为向量序列与所述重构协同行为向量序列之间的差异，生成群组行为异化度量信息，并根据所述群组行为异化度量信息及力学链条断裂诱导判定条件识别引发群组协同模式异常的隧道结构单元，输出隧道安全风险识别结果。

8、本发明实施例提供一种隧道安全风险识别服务器，包括至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行上述的方法。

9、本发明实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

10、在本发明实施例中，通过将隧道结构单元按照力传递路径闭合特性组合为协同行为群组，使后续分析从孤立单元转向单元间的协同承载关系，在形变协调条件约束下提取多单元状态参量在连续时间窗口内的协同波动规律生成协同行为向量序列，保留了群组内各单元之间的力学耦合信息，避免了逐单元独立分析导致的协同异常漏判；利用预训练的自编码器模型对协同行为向量序列进行隐空间映射与信号重建，基于协同行为向量序列与重构协同行为向量序列之间的差异生成群组行为异化度量信息，并通过力学链条断裂诱导判定条件将重构偏差定位至具体隧道结构单元，使得异常识别结果具备力学可解释性，从而精准输出隧道安全风险识别结果。

1.一种基于数字单元化的隧道安全风险识别方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单元间力学连接拓扑信息，基于力传递路径闭合特性将所述隧道结构单元组合为协同行为群组以生成协同行为群组配置信息，并与群组内隧道结构单元标识序列及每个隧道结构单元对应的单元状态参量时间序列建立关联，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个所述协同行为群组，利用该协同行为群组关联的单元状态参量时间序列，在形变协调条件约束下提取多单元状态参量在连续时间窗口内的协同波动规律，生成表征群组协同行为模式的协同行为向量序列，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预训练的自编码器模型对所述协同行为向量序列进行隐空间映射得到隐空间表征向量，并对所述隐空间表征向量进行信号重建，生成重构协同行为向量序列，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述协同行为向量序列与所述重构协同行为向量序列之间的差异，生成群组行为异化度量信息，并根据所述群组行为异化度量信息及力学链条断裂诱导判定条件识别引发群组协同模式异常的隧道结构单元，输出隧道安全风险识别结果，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对候选隧道结构单元进行力学链条断裂诱导判定，若该单元在力传递闭环中位于载荷传递分叉点或力流方向突变节点，则将该单元标记为力学链条断裂诱导单元，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取隧道结构单元的单元状态参量时间序列和单元间力学连接拓扑信息，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过力传递闭环搜索处理，从所述力传递关系描述符中识别出所有满足力传递闭合条件的闭环路径，包括：

9.一种隧道安全风险识别服务器，其特征在于，包括至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行权利要求1-8任一项所述的方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法。