本发明涉及云计算，更具体地说，本发明涉及一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统。
背景技术：
1、近百年来，国内外建成了多座大型的沉管隧道工程。沉管隧道技术经历了从钢壳隧道到钢筋混凝土隧道的转变，并逐步完善了管节制作、浮运、沉放对接和基础处理等关键技术。沉管隧道监测分析系统是一个复杂且多方面的体系，其包括混凝土原材料、配合比、施工工艺，以及沉降、接头差异变形、节段张合量、环境温度等多方面的监测。在大体积混凝土现场浇筑的过程中，温度控制是防止裂缝产生的关键因素之一。在沉管隧道中出现的过大沉降、裂缝、渗漏水等病损，仍是沉管隧道浇筑的重难点。
2、传统的沉管隧道浇筑监测分析系统包括数据采集模块、数据处理与分析模块、监控中心模块以及报警模块。其中数据采集模块能通过传感器、仪表设备采集沉管隧道浇筑过程中的应变压力、环境温度等影响沉管隧道安全的重要因素；数据处理与分析模块对采集的数据进行集成处理，并分析其对沉管隧道安全的影响程度；监控中心模块接收经过分析处理的数据通过可视化的方法展示沉管隧道的实时监控信息；报警模块能在接收到异常信息时，发出相应的警报，并提醒管理人员及时处理问题。通过使用监测分析方法可以有效提高沉管隧道施工的安全性和可靠性，为沉管隧道的建设和运营提供了强有力的支持。
3、但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如数据收集不够全面，影响沉管隧道安全的因素多种多样，不仅包括应变压力和环境温度等因素，也包括沉管隧道结构是否安全、模板是否变形等关键数据，以及对周围环境的影响程度，数据采集不全面，导致不能较为直观准确地反馈沉管隧道的健康状态；数据采集不精确，在对沉管隧道浇筑安全的观测中，仅凭借部分区域的数据采集，无法精准地反馈沉管隧道的实际情况，容易受到无关因素的干扰，没有较多的数据样本支撑，无法得出准确的结论；报警信号划分不精细，仅仅接收到警报信息发出警报，无法较为直观地反馈出当前沉管隧道的警报等级和风险程度。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，包括：
3、沉管隧道监测区域划分模块：用于将目标沉管隧道监测区域确定为目标监测区域，通过等面积划分的方式将目标沉管隧道监测区域划分为子监测区域，并依次标记为1，2……n；
4、沉管隧道数据采集模块：用于采集各个沉管隧道子监测区域的沉管形变数据、影响沉管隧道结构安全的数据，以及影响周围环境的数据，并将采集到的数据传递给沉管隧道数据分析模块；
5、沉管隧道数据分析模块：包括沉管隧道形变数据分析单元、影响沉管隧道结构安全数据分析单元，以及影响周围环境数据的分析单元，用于对沉管隧道数据采集模块采集的数据进行处理分析，并将分析结果传递给综合数据分析模块；
6、综合数据分析模块：用于建立综合数据分析模型，将沉管隧道数据分析模块传输的数据导入综合数据分析模型中，计算出目标沉管隧道监测区域的综合异常指数，并将测量得到的各种数据和经处理得到的沉管隧道形变评估值、结构安全评估值、环境影响评估值以及综合异常指数传递给沉管数据显示模块，将综合异常指数传递给报警模块；
7、沉管隧道数据显示模块：将沉管隧道数据采集模块采集到的各种影响因素的数值显示在同感云数据管理平台上，便于管理人员清晰直观的了解当前目标沉管隧道浇筑区域的安全状态；
8、报警模块：用于建立综合异常指数预设值，通过综合异常指数预设值与目标沉管监测区域测量得到的综合异常指数进行判断，并根据判断结果发出相应的报警信号。
9、优选的，所述沉管隧道形变数据包括模板横向位移、模板竖向位移、沉管收敛值，以及模板倾斜角度，分别标记为x、y、c，以及θ，影响沉管隧道结构安全的数据包括接头弯曲刚度、地基刚度、沉管周围的环境温度，以及沉管周围的空气湿度，分别标记为k1、k2、t，以及h，影响周围环境的数据包括沉管浇筑过程中的振动频率和施工时的噪音强度，分别标记为ω和s。
10、优选的，所述沉管隧道形变数据分析单元用于建立沉管隧道形变数据分析模型，将沉管隧道形变数据采集模块传递的沉管形变数据导入沉管隧道形变数据分析模型，计算出各子监测区域的沉管隧道形变评估值，具体表示为：表示第i个子探测区域内目标沉管隧道的形变评估值，xi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的横向位移值，xi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的横向位移值，yi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的竖向位移值，yi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的竖向位移值，ci表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的收敛值，ci′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的收敛值，θi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的倾斜角度，θi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的倾斜角度，σ1、σ2、σ3，以及σ4分别表示为模板横向位移变化量、模板竖向位移变化量、模板收敛值变化量，以及模板倾斜角度变化量对沉管隧道形变评估值的影响系数。
11、优选的，所述影响沉管隧道结构安全数据分析单元用于建立影响沉管隧道结构安全数据分析模型，将沉管隧道形变数据采集模块传输的影响沉管隧道结构安全的数据导入影响沉管隧道结构安全数据分析模型，计算出沉管隧道的结构安全评估值，具体表示为：表示为目标监测沉管隧道的结构安全评估值，k1i表示第i个子监测区域内的沉管隧道的接头弯曲刚度，δk2i表示第i个子监测区域内的沉管隧道地基刚度，e为自然常数，δt表示沉管隧道周围环境温度波动系数，δti表示第i个子监测区域内城管隧道单位时间的环境温度变化值，δh表示沉管隧道周围空气湿度波动系数，δhi表示第i个子监测区域内的城管隧道单位时间的空气湿度变化值，ε1、ε2、ε3，以及ε4表示沉管隧道的接头弯曲刚度、沉管隧道的地基刚度、沉管隧道周围的环境温度，以及沉管隧道周围的空气湿度对沉管隧道结构安全评估值的影响系数。
12、优选的，所述影响周围环境数据的分析单元用于建立影响周围环境数据分析模型，将沉管隧道数据采集模块传输的影响周围环境的数据导入影响周围环境数据分析模型，计算出环境影响评估值，具体表示为：表示为第i个沉管隧道子监测区域的环境影响评估值，ωi表示第i个沉管隧道子监测区域内沉管浇筑过程中的振动频率，si表示第i个沉管隧道子监测区域内的噪音强度，μ1和μ2分别表示为浇筑过程中振动频率和噪音强度对环境影响评估值的影响系数。
13、优选的，所述综合数据分析模型具体表示为：η表示沉管隧道监测区域的综合异常指数，表示第i个子监测区域内的沉管隧道形变评估值，表示第i个子监测区域内的环境影响评估值，表示沉管隧道的结构安全评估值，λ表示影响沉管综合异常指数的其他影响因子，例如，可以为风速、降雨量，由于上述影响因素对本实施例中的沉管隧道综合异常指数影响可以忽略不计，因此，本实施例不作具体限定。
14、优选的，所述的沉管隧道数据显示模块显示的数据包括经过处理的沉管隧道形变评估值、结构安全评估值、环境影响评估值以及综合异常指数，并能实时显示监测区域的监控和子监测区域的分布点位。
15、优选的，所述的综合异常指数预设值分别为η1、η2和η3，分别为3档不同的报警信号标准，当η≤τ时，τ表示沉管隧道正常状态下允许的最大综合异常指数，表示当前目标沉管监测区域处于正常状态，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔1个小时进行一次数据监测；当τ≤η≤η1时，表示当前目标沉管监测区域的综合异常指数处于三级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔30分钟进行一次数据监测；当η1≤η≤η2时，表示当前目标沉管监测区域的综合异常指数处于二级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔10分钟进行一次数据监测；当η2≤η≤η3时，表示当前目标沉管监测区域处于一级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔5分钟进行一次数据监测。
16、本发明的技术效果和优点：
17、1、本发明通过沉管隧道监测区域划分模块实现将目标沉管隧道区域划分为不同的子监测区域，通过对每个子区域的数据采集与分析能够实现对沉管隧道的精细化监测，每个子监测区域可以进行独立的监测和数据采集，使监测分析系统能够获得更加精确的沉管隧道的状态，为后续的数据分析和报警信息提供数据支撑；
18、2、本发明通过通过沉管隧道数据采集模块实时监测采集到的数据包括沉管模板横向位移、竖向位移、沉管收敛值、模板倾斜角度、接头弯曲刚度、地基刚度、沉管周围的环境温度、空气湿度、沉管浇筑过程中的振动频率，以及施工时的噪音强度，这些数据是评估沉管隧道是否出现异常状态的关键因素，通过对这些数据的采集与分析能够清晰地从沉管隧道模板是否发生形变、沉管隧道的结构是否出现安全问题，较为全面的分析了影响沉管隧道安全状态的原因；
19、3、本发明通过监测分析系统的报警模块将报警等级划分为3个等级来对目标沉管隧道监测区域进行监控和判断，对于处于不同等级的报警信息，发出与其相对应的警报并改变下一次监测的频率来应对目标沉管监测区域异常的状态，使得沉管隧道监测区域得到有效的监控，保障施工过程的安全。
1.一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述沉管隧道形变数据包括模板横向位移、模板竖向位移、沉管收敛值，以及模板倾斜角度，分别标记为x、y、c，以及θ，影响沉管隧道结构安全的数据包括接头弯曲刚度、地基刚度、沉管周围的环境温度，以及沉管周围的空气湿度，分别标记为k1、k2、t，以及h，影响周围环境的数据包括沉管浇筑过程中的振动频率和施工时的噪音强度，分别标记为ω和s。
3.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述沉管隧道形变数据分析单元用于建立沉管隧道形变数据分析模型，将沉管隧道形变数据采集模块传递的沉管形变数据导入沉管隧道形变数据分析模型，计算出各子监测区域的沉管隧道形变评估值，具体表示为：表示第i个子探测区域内目标沉管隧道的形变评估值，xi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的横向位移值，xi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的横向位移值，yi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的竖向位移值，yi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的竖向位移值，ci表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的收敛值，ci′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的收敛值，θi表示第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的倾斜角度，θi′表示为一个单位监测时间前的第i个子探测区域内目标沉管隧道模板的倾斜角度，σ1、σ2、σ3，以及σ4分别表示为模板横向位移变化量、模板竖向位移变化量、模板收敛值变化量，以及模板倾斜角度变化量对沉管隧道形变评估值的影响系数。
4.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述影响沉管隧道结构安全数据分析单元用于建立影响沉管隧道结构安全数据分析模型，将沉管隧道形变数据采集模块传输的影响沉管隧道结构安全的数据导入影响沉管隧道结构安全数据分析模型，计算出沉管隧道的结构安全评估值，具体表示为：表示为目标监测沉管隧道的结构安全评估值，k1i表示第i个子监测区域内的沉管隧道的接头弯曲刚度，δk2i表示第i个子监测区域内的沉管隧道地基刚度，e为自然常数，δt表示沉管隧道周围环境温度波动系数，δti表示第i个子监测区域内城管隧道单位时间的环境温度变化值，δh表示沉管隧道周围空气湿度波动系数，δhi表示第i个子监测区域内的城管隧道单位时间的空气湿度变化值，ε1、ε2、ε3，以及ε4表示沉管隧道的接头弯曲刚度、沉管隧道的地基刚度、沉管隧道周围的环境温度，以及沉管隧道周围的空气湿度对沉管隧道结构安全评估值的影响系数。
5.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述影响周围环境数据的分析单元用于建立影响周围环境数据分析模型，将沉管隧道数据采集模块传输的影响周围环境的数据导入影响周围环境数据分析模型，计算出环境影响评估值，具体表示为：表示为第i个沉管隧道子监测区域的环境影响评估值，ωi表示第i个沉管隧道子监测区域内沉管浇筑过程中的振动频率，si表示第i个沉管隧道子监测区域内的噪音强度，μ1和μ2分别表示为浇筑过程中振动频率和噪音强度对环境影响评估值的影响系数。
6.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述综合数据分析模型具体表示为：η表示沉管隧道监测区域的综合异常指数，表示第i个子监测区域内的沉管隧道形变评估值，表示第i个子监测区域内的环境影响评估值，表示沉管隧道的结构安全评估值，λ表示影响沉管综合异常指数的其他影响因子，例如，可以为风速、降雨量，由于上述影响因素对本实施例中的沉管隧道综合异常指数影响可以忽略不计，因此，本实施例不作具体限定。
7.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述的沉管隧道数据显示模块显示的数据包括经过处理的沉管隧道形变评估值、结构安全评估值、环境影响评估值以及综合异常指数，并能实时显示监测区域的监控和子监测区域的分布点位。
8.根据权利要求1所述的一种基于云平台二维视觉测量沉管隧道浇筑监测分析系统，其特征在于：所述的综合异常指数预设值分别为η1、η2和η3，分别为3档不同的报警信号标准，当η≤τ时，τ表示沉管隧道正常状态下允许的最大综合异常指数，表示当前目标沉管监测区域处于正常状态，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔1个小时进行一次数据监测；当τ≤η≤η1时，表示当前目标沉管监测区域的综合异常指数处于三级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔30分钟进行一次数据监测；当η1≤η≤η2时，表示当前目标沉管监测区域的综合异常指数处于二级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔10分钟进行一次数据监测；当η2≤η≤η3时，表示当前目标沉管监测区域处于一级报警模式，在该模式下沉管隧道浇筑监测分析系统需每隔5分钟进行一次数据监测。
