城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法、系统、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及地质环境监测的技术领域，尤其是涉及城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法、系统、设备及存储介质 。


背景技术：

2.综合管廊属于带状结构，且穿越范围广，埋入深，所处的地质条件极其复杂，尤其是软土地区的综合管廊，周边工程施工或者基坑开挖，都会对土体产生沉降、位移或者扰动，对综合管廊的结构带来影响，甚至是危害。周边水文条件以及地质变化容易引起的综合管廊病害包括：管廊沉降，管廊裂缝，管廊收敛以及综合管廊位移、渗漏水等问题。
3.针对上述中的相关技术，发明人认为：上述问题都严重危害到综合管廊的正常运营，因此对于综合管廊的周边环境监测很有必要，如通过各种监测器件济学宁监测。但是根据已有和查阅的资料来看，并没有全面的技术资料能够完成同时对综合管廊和周边环境进行监测。


技术实现要素：

4.为了同时完成对综合管廊和周边环境进行监测，本技术提供城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法、系统、设备及存储介质。
5.第一方面，本技术提供的一种城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法，采用如下的技术方案：城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法，包括：收集资料并确定监测器件装配方式，收集综合管廊与周边地质环境的信息，确定监测器件的安装方式以及通讯方式；确定监测点以及数据采集接口，根据综合管廊与周边地质环境的信息确定测点间距以及监测器件所需要的保护装置，并根据检测器件的通讯方式确定数据采集接口形式；安装和试运行，安装监测器件、保护装置，并运行监测器件，并根据监测器件输出的数据确定数据分析模型以及数据展示模型；监测数据的修正以及异常报警，通过数据分析模型分析监测器件输出的监测数据；若是误差，则通过历史数据以及当前数据进行修正；若是异常情况，则输出报警信号，同时输出异常信号以及异常信号对应的数据类别。
6.通过采用上述技术方案，工作人员首先收集当前综合管廊与周边地质环境的信息，以及可以安装的监测器件的安装方式，而后确定当前综合管廊与周边地质环境适合的监测器件的安装方式，以及所需的通讯方式；根据监测器件能够监测的数据范围以及当前综合管廊所需监测的数据信息等要求，确定监测点以及数据采集接口；而后安装监测器件
和用于保护监测器件的保护装置，并运行监测器件，同时根据监测器件输出的数据，确定预设的数据分析模型和数据显示模型与当前综合管廊支持度系数最高的模型，为最适应于当前综合管廊的数据分析模型和数据显示模型。
7.实际使用时，监测器件实时监测并输出数据，数据分析模型实时接收输出数据并进行分析，而后数据显示模型接收分析结果，并显示；同时数据分析模型还会分析监测器件输出的监测数据，是否有误差以及是否为异常数据。从而实现同时完成对综合管廊和周边环境进行监测的目的，且能够对监测的数据进行分析，并对当前监测数据进行分析判断，进一步实现自动化监测并分析预警的目的。
8.优选的，所述收集综合管廊与周边地质环境的信息包括：收集当前综合管廊的类别、结构、周边地质环境信息以及施工方法；其中周边地质环境信息包括周边地质底层状态、建筑情况以及交通情况；所述确定监测器件的安装方式以及通讯方式包括：收集综合管廊自动化监测用监测器件的类型、埋设方法、安装条件及方法以及数据精度要求，并根据上述信息确定监测器件的安装方式，同时确定便于传输信息的通讯方式。
9.通过采用上述技术方案，工作人员获取综合管廊和周边地质环境所需监测的信息类型以及对应的监测器件，同时需要确定监测器件在当前环境内的安装方式以及通讯方式，便于安装监测器件等。
10.优选的，所述确定监测点以及数据采集接口包括：确定综合管廊的试验段，包括在试验段内确定相邻两测点的间距、埋设方法以及保护装置；以及，确定数据采集接口，根据多个监测器件的输出信号类型，设置数据转换器，将多个监测器件的输出信号转换为统一类型。
11.通过采用上述技术方案，这里工作人员确定综合管廊的监测点以及根据通讯方式确定数据采集的接口，便于更加精确地检测数据，并进行传输。
12.优选的，所述根据监测器件输出的数据确定数据分析模型以及数据展示模型包括：建立数据分析模型，根据监测器件输出的数据，依次输入预设的多个数据分析模型，根据多个数据模型输出的分析结果，确定支持度系数最高的数据分析模型；建立数据展示模型，根据监测器件输出的数据以及所述数据分析模型输出的分析结果，依次输入预设的多个数据展示模型，根据多个数据展示模型输出的显示结果，确定支持度系数最高的数据显示模型。
13.通过采用上述技术方案，确定更加适合当前综合管廊和当前周边地质环境的数据分析模型和数据展示模型，以便得到更加精确地数据分析结果，同时便于工作人员查看。
14.优选的，所述建立数据分析模型在确定支持度系数最高的数据分析模型时，取一定时间内的多组数据，依次输入预设的多个数据分析模型，确定支持度系数最高的数据分析模型。
15.通过采用上述技术方案，通过多组数据不断重复输入预设的多个数据分析模型，能够确定更加适应于当前综合管廊和周边地址环境的数据分析模型。
16.第二方面，本技术提供一种城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警系
统，采用如下的技术方案：城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警系统，包括：数据获取模块，用于获取综合管廊和周边地址环境的信息；监测器件确定模块，与所述数据获取模块信号连接，根据所述数据获取模块输出的信号，确定监测器件的安装方式以及通讯方式；监测点确定模块，与所述数据获取模块、所述监测器件确定模块信号连接，根据综合管廊的信息以及确定的检测器件安装方式确定测点间距，并确定监测器件所需的保护装置；数据采集接口确定模块，与所述监测器件确定模块和所述监测点确定模块信号连接，根据监测器件的安装方式、通讯方式以及监测间距，确定数据采集接口的类型；数据采集模块，包括数据采集接口，与所述数据采集接口确定模块、监测器件信号连接，用于采集监测器件输出的信号；数据分析模块，包括数据分析模型，与数据采集模块信号连接，根据检测器件输出的信号进行分析，并输出分析结果；数据展示模块，包括数据展示模型，与所述数据分析模块信号连接，接收所述数据分析模块输出的分析结果，并展示；以及，监测数据误差检测模块，与所述数据分析模块信号连接，接收所述数据分析模块输出的分析结果以及历史数据，确定所述数据分析模块输出分析结果是否有误差，若有误差数据，根据历史数据和当前的分析结果修正数据；若有异常数据，则输出报警信号。
17.通过采用上述技术方案，工作人员首先通过数据获取模块收集当前综合管廊与周边地质环境的信息；通过监测器件确定模块确定可以安装的监测器件的安装方式以及所需的通讯方式；根据监测器件能够监测的数据范围以及当前综合管廊所需监测的数据信息等要求，确定监测点以及数据采集接口；而后安装监测器件和用于保护监测器件的保护装置，并运行监测器件，同时根据监测器件输出的数据，确定预设的数据分析模型和数据显示模型与当前综合管廊支持度系数最高的模型，为最适应于当前综合管廊的数据分析模型和数据显示模型。
18.实际使用时，监测器件实时监测并输出数据，数据分析模型实时接收输出数据并进行分析，而后数据显示模型接收分析结果，并显示；同时数据分析模型还会分析监测器件输出的监测数据，是否有误差以及是否为异常数据。从而实现同时完成对综合管廊和周边环境进行监测的目的，且能够对监测的数据进行分析，并对当前监测数据进行分析判断，进一步实现自动化监测并分析的目的。
19.第三方面，本技术提供一种设备，采用如下的技术方案：一种设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一下方法的步骤：收集资料并确定监测器件装配方式，收集综合管廊与周边地质环境的信息，确定监测器件的安装方式以及通讯方式；确定监测点以及数据采集接口，根据综合管廊与周边地质环境的信息确定测点间距以及监测器件所需要的保护装置，并根据检测器件的通讯方式确定数据采集接口形式；安装和试运行，安装监测器件、保护装置，并运行监测器件，并根据监测器件输出
的数据确定数据分析模型以及数据展示模型；监测数据的修正以及异常报警，通过数据分析模型分析监测器件输出的监测数据；若是误差，则通过历史数据以及当前数据进行修正；若是异常情况，则输出报警信号，同时输出异常信号以及异常信号对应的数据类别。
20.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下方法的步骤：收集资料并确定监测器件装配方式，收集综合管廊与周边地质环境的信息，确定监测器件的安装方式以及通讯方式；确定监测点以及数据采集接口，根据综合管廊与周边地质环境的信息确定测点间距以及监测器件所需要的保护装置，并根据检测器件的通讯方式确定数据采集接口形式；安装和试运行，安装监测器件、保护装置，并运行监测器件，并根据监测器件输出的数据确定数据分析模型以及数据展示模型；监测数据的修正以及异常报警，通过数据分析模型分析监测器件输出的监测数据；若是误差，则通过历史数据以及当前数据进行修正；若是异常情况，则输出报警信号，同时输出异常信号以及异常信号对应的数据类别。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：先确定最适合当前综合管廊和周边地质环境内的数据分析模型和数据展示模型，而后通过多个监测器件，达到实时检测综合管廊和周边地质环境内所需检测的信息的目的；且能够满足同时完成对综合管廊和周边环境进行监测的需求；通过多次获取的数据，确定更加适合当前综合管廊和当前周边地质环境的数据分析模型和数据展示模型，以便得到更加精确地数据分析结果，同时便于工作人员查看。
附图说明
22.图1是本技术实施例方法的步骤示意图；图2是本技术实施例系统的结构示意图；图3是本技术实施例设备的结构示意图。
23.图中，1、数据获取模块；2、监测器件确定模块；3、监测点确定模块；4、数据采集接口确定模块；5、数据采集模块；6、数据分析模块；7、数据展示模块；8、监测数据误差检测模块。
具体实施方式
24.以下结合附图1-3，对本技术作进一步详细说明。
25.本技术公开了一种城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警方法，参照图1，包括以下步骤：
步骤一：收集资料并确定监测器件装配方式。收集当前综合管廊与周边地质环境的信息，而后根据收集的信息确定需要且适合当前环境的监测器件，同时确定这些监测器件的安装方式以及通讯方式。
26.详述的，收集综合管廊与周边地质环境的信息包括收集当前综合管廊的类别、结构、施工方法以及周边地质环境信息；周边地质环境信息包括以综合管廊为基础周侧5km之内的地质底层状态、建筑情况以及交通情况。
27.上述信息可通过人工收集，主要收集方式为现场观测、业主自述以及施工单位等相关单位提供。
28.进一步的，确定监测器件的安装方式以及通讯方式包括收集综合管廊自动化监测用监测器件的类型、埋设方法、安装条件及方法以及数据精度要求。
29.根据收集到的综合管廊与周边地质环境的信息进一步收集当前综合管廊所需检测的数据，根据过往数据确定自动化监测用的监测器件的类型、埋设方法、安装条件及方法以及数据精度要求。
30.根据上述信息确定安装方式以及通讯方式，其中通讯方式还要考虑到传输环境，以确保信息的有效传输。
31.步骤二：确定监测点以及数据采集接口。根据综合管廊与周边地质环境的信息确定测点间距以及监测器件所需要的保护装置，测点间距需要便于获取综合管廊或者周边地质环境内的监测信息。
32.若地形较为简单可使得相邻两个监测点之间的距离较大，若地形较为复杂可使得相邻两个监测点之间的距离较小，依次获得更加准确有效的信息。
33.与此同时，根据监测器件的通讯方式，确定数据采集的接口形式以及传输协议等相关信息，以便确保信息的有效传输。
34.具体的，先确定综合管廊的试验段，包括在试验段内确定相邻两测点的间距、监测器件和传输线的埋设方法以及监测器件用的保护装置；其中监测器件用的保护装置主要是至为了降低环境对监测器件的影响，可设置为近似桶状，并罩设于监测器件，降低监测器件被碰触甚至是损坏的概率。
35.确定数据采集接口，根据多个监测器件的输出信号类型，设置数据转换器，将多个监测器件的输出信号转换为统一类型。
36.步骤三：安装和试运行。确定监测器件后，结合综合管廊的结构等信息，确定监测器件的安装方式以及通讯方式；并根据安装方式将监测器件安装于综合管廊，同时根据通讯方式布线。
37.安装并检查完毕后，进行试运行，并获取各监测器件的输出数据，形成记录。而后根据监测器件输出的数据，确定数据分析模型以及数据展示模型。
38.进一步的，确定数据分析模型的步骤主要为：根据监测器件输出的数据，依次输入预设的多个数据分析模型，根据多个数据模型输出的分析结果，确定支持度系数最高的数据分析模型。预设的多个数据分析模型主要是指依据现有文献中的提供的资料中数据分析模型。
39.详述的，取一定时间内的多组数据，依次输入预设的多个数据分析模型，确定支持度系数最高的数据分析模型。一定时间可以是20分钟、30分钟、40分钟以及60分钟等，有工
作人员选定的时间。若预设的数据模型的支持度系数均较低，可以根据现有数据的影响因子调整数据分析模型，直至支持度系数达到要求，这里的要求可以是98%、99%甚至99.9%等。
40.相似的，建立数据展示模型的步骤与建立数据分析模型相近，主要包括根据监测器件输出的数据以及所述数据分析模型输出的分析结果，依次输入预设的多个数据展示模型，根据多个数据展示模型输出的显示结果，确定支持度系数最高的数据显示模型。
41.数据显示模型可采用数据表、曲线图、柱状图以及饼图等二维形式或者三维甚至多维形式来展示，本技术实施例中着重于三维及多维形式。
42.步骤四：监测数据的修正以及异常报警。确定数据分析模型和数据展示模型后，正式进行监测作业。
43.实时通过数据分析模型分析监测器件输出的监测数据；本技术实施例中的数据多为连续的数据，若数据变化较大，则有可能为误差数据；可通过调研何洁手机静力水准、深层土体位移以及应力应变等自动检测的数据误差修正方法进行修正，此时可采用人工检测为辅助修正方式。
44.若是异常情况，则输出报警信号，同时输出异常信号以及异常信号对应的数据类别。
45.这里所说的异常情况是指监测器件断电、发生损坏或者水管漏水等故障情况。
46.此外，在分析数据时，还会根据预设的预警阈值对综合管廊的变形进行预警。预警阈值是根据当前综合管廊的变形控制要求而设置的基准值；且提出监测点布设位置、方式和不同情况（正常或者预警状态）的监测频率要求。
47.上述过程可形成记录文档，便于查看，还可以随时补充不同的情况，进一步完整记录文档。
48.本技术实施例的实施原理为：监测器件实时监测并输出数据，数据分析模型实时接收输出数据并进行分析，而后数据显示模型接收分析结果，并显示；同时数据分析模型还会分析监测器件输出的监测数据，是否有误差以及是否为异常数据。从而实现同时完成对综合管廊和周边环境进行监测的目的，且能够对监测的数据进行分析，并对当前监测数据进行分析判断，进一步实现自动化监测并分析预警的目的。
49.本技术实施例还公开了一种城市综合管廊与周边地质环境自动化监测与预警系统，参照图2，主要包括用于获取数据信息的数据获取模块1、监测器件确定模块2、监测点确定模块3、数据采集接口确定模块4、数据分析模块6、数据展示模块7以及监测数据误差检测模块8。
50.详述的，数据获取模块1可以配置为数据接收接口，且可外接输入模块，用于获取综合管廊和周边地质环境的信息，有工作人员直接输入或者导入二维、三维图纸等方式输入。
51.监测器件确定模块2与数据获取模块1信号连接，可设置为比较器或者具有比较功能的程序，根据数据获取模块1输出的信号，与现有的数据信息比较，从而确定监测器件的安装方式以及通讯方式。
52.相似的，监测点确定模块3与数据获取模块1、监测器件确定模块2信号连接，设置为比较器或者具有比较功能的程序，根据综合管廊的信息以及确定的检测器件安装方式与现有技术中的数据进行比较，确定最佳测点间距。
53.同时根据监测环境与监测要求确定监测器件所需的保护装置，可设置为近似桶状，并罩设于监测器件，同时不妨碍监测器件进行近侧作业以及监测器件输出数据的作业。
54.数据采集接口确定模块4与监测器件确定模块2和监测点确定模块3信号连接，数据采集接口确定模块4根据监测器件的安装方式、通讯方式、监测间距以及接口的通用性，确定数据采集接口的类型。
55.数据采集模块5包括数据采集接口，一方面数据采集模块5与数据采集接口确定模块4信号连接，数据采集模块5配置数据采集接口确定模块4确定的接口类型；另一方面，数据采集模块5与监测器件信号连接，用于采集监测器件输出的信号。
56.进一步的，数据分析模块6包括数据分析模型，数据分析模型的输入端与数据采集模块5信号连接，根据检测器件输出的信号进行分析，并输出分析结果。主要分析数据是否有误差、是否有异常数据以及是否达到预警值。
57.相似的，数据展示模块7包括数据展示模型，数据展示模型的输入端与数据分析模块6信号连接，接收数据分析模块6输出的分析结果并展示。展示方式可包括数据表、曲线图、柱状图以及饼图等二维形式或者三维甚至多维形式。
58.监测数据误差检测模块8，可包括比较器或者具有比较功能的程序模块，监测数据误差检测模块8的输入端与数据分析模块6信号连接，用于接收数据分析模块6输出的分析结果，同时能够获取历史数据；而后确定数据分析模块6输出分析结果是否有误差。
59.若有误差数据，根据历史数据和当前的分析结果修正数据；若有异常数据，则输出报警信号；若查过预设的预警阈值，则输出预警信号，并调整监测器件输出监测数据的频率。
60.本技术还公开了一种设备，该设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储业务请求、业务数据等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据处理方法。
61.本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
62.计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
63.本技术还公开了一种存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
64.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器
(readonly memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
65.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。