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专利号: 202310391543X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统,其特征在于:包括:建造数据采集模块,用于预先对水利工程建造用的建造材料进行数据采集,建立建造材料三维模型及施工动态模型;

建造材料评估模块,用于对建造材料三维模型进行获取,并基于获取的建造材料三维模型建立建造材料评估系数,判断建造材料评估系数是否超出预设建造材料评估系数阈值,如果超出阈值,则形成预警信息,向外部发出预警信号;

所述建造材料评估模块还用于执行以下步骤:

201.根据建造材料数据,确定建造材料的性能值Xl,其中建造材料的性能值Xl具体表达式如下:,Wt表示建造材料的使用湿度,Zl表示建造材料的质量;

202.对建造材料的性能值Xl、体积Gg、数量Sl进行归一化处理,综合形成建造材料评估系数Jp,建造材料评估系数Jp的表达式如下:,其中,0≤α1≤1,0≤α2≤1,且α1+α2=1,α1、α2表示建造材料的权重,α1、α2的值由用户依据经验进行设置调整;

203.将建造材料评估系数Jp与预设建造材料评估系数阈值进行对比,如果建造材料评估系数超出预设建造材料评估系数阈值,则形成预警信息,通过建造预警模块接收后向外部发出预警信号;

施工质量评估模块,用于获取施工动态模型,利用施工方案的实际参数对施工动态模型进行模拟,形成施工质量评估系数,对水利工程建造阶段进行评估;

所述施工质量评估系数的形成步骤如下:

301.在施工动态模型中,记录施工动态模型的施工湿润程度Sr、施工砌浆整体强度Qd及平整度Pd,其中湿润程度Sr、施工砌浆整体强度Qd、平整度Pd均通过采集并计算平均值获得;

302.将施工湿润程度Sr、施工砌浆整体强度Qd、平整度Pd进行归一化处理,综合形成施工质量评估系数Sp,其中, ,其中0≤β1≤1,0≤β2≤1,0≤β3≤

1,且1≤β1+β2+β3≤1.25,β1、β2、β3均为权重,具体值由用户依据经验进行调整;

303.判断施工质量评估系数Sp是否超出预设施工质量评估系数阈值,如果超出预设施工质量评估系数阈值,则形成预警信息,向外部发出预警信号;

施工质量评估优化模块,用于获取施工质量评估系数结果进行优化预测,判断预测出施工质量评估系数是否超出预设施工质量评估系数阈值;

建造权重模块,用于将建造材料评估系数与施工质量评估系数进行关联,形成水利工程建造权重指数;

所述建造权重模块中形成水利工程建造权重指数具体包括如下内容:

401.将本次水利工程建造沿着时间轴的方向做等距分割,分别标记为i=1、2、3...n‑1、n,分别获取建造材料评估系数Jpn‑1、Jpn及施工质量评估系数Spn‑1、Spn;

402.获取建造材料评估系数Jp及施工质量评估系数Sp进行归一化处理后,确定水利工程建造权重指数Qz,水利工程建造权重指数Qz通过如下表达式计算: ,,

2 2

其中0≤λ1≤1,0≤λ2≤1,且λ1+λ2=1, ,其中λ1、λ2为权重,具体值由用户调整设置,以Qz(J,S)对水利工程建造过程进行整体性评估;

建造预警模块,用于获取水利工程建造权重指数的结果,确定影响水利工程建造过程中出现的异常数据,并将异常数据形成预警信息,向外部发出预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统,其特征在于:所述建造数据采集模块还用于执行以下步骤:

101.通过扫描装置对目标建造材料进行扫描,获取建造材料数据并存储至数据库,建造材料数据包括建造材料外形数据;

102.根据建造材料数据,对目标建造材料进行建模,建立建造材料三维模型;

103.基于目标水利工程实际建造面积,将建造材料三维模型设计出模拟施工方案,形成施工动态模型;

104.获取建造材料三维模型及施工动态模型,建立初步水利工程建造模型,采集目标水利工程的建造材料实际施工数据输入至初步水利工程建造模型中;

105.通过神经网络学习技术对初步水利工程建造模型进行迭代训练,完成最终水利工程建造数字孪生模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统,其特征在于:所述施工质量评估优化模块包括如下内容:在施工动态模型处于施工模拟阶段时,沿着本次水利工程建造的时间轴方向获取若干个施工质量评估系数Sp结果,基于平滑指数对下一时刻施工质量评估系数Sp进行预测,预测出施工质量评估系数Sp与预设施工质量评估系数阈值进行对比,如果当前的施工质量评估系数Sp及预测出的施工质量评估系数Sp中至少一个超出阈值,则形成预警信息,向外部发送预警信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统,其特征在于:所述施工质量评估优化模块还包括如下内容:在施工动态模型处于施工模拟阶段时,如果施工质量评估系数Sp超出预设施工质量评估系数阈值或超出预设施工质量评估系数阈值对应的预警触发值,则对施工动态模型进行检测,判断湿润程度Sr、施工砌浆整体强度Qd、平整度Pd中是否存在至少一个超出各自对应的预设阈值,如果超出预设阈值,则向外部发出预警信号,其中,预设施工质量评估系数阈值对应的预警触发值小于预设施工质量评估系数阈值。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统,其特征在于:所述建造预警模块的具体用于:

501.获取水利工程建造权重指数,将水利工程建造权重指数与预设水利工程建造权重指数阈值进行对比,判断水利工程建造权重指数是否超出预设水利工程建造权重指数阈值,如果在阈值范围内,则确定水利工程建造过程整体无误;

502.获取水利工程建造权重指数,将水利工程建造权重指数与预设水利工程建造权重指数阈值进行对比,判断水利工程建造权重指数是否超出预设水利工程建造权重指数阈值,如果超出阈值范围,则通过建造材料评估模块判断建造材料评估系数或通过施工质量评估模块判断施工质量评估系数是否存在异常;

503.如果建造材料评估系数或施工质量评估系数存在异常,确定导致建造材料评估系数或施工质量评估系数的子因素,并将该子因素形成预警信息,向外部发出预警信号。

6.根据上述权利要求1‑5任一项所述的一种基于大数据分析的水利工程建造质量智能分析系统的运行方法,其特征在于:包括下列具体步骤:S10、预先对水利工程建造用的建造材料进行数据采集,建立建造材料三维模型及施工动态模型;

S20、对建造材料三维模型进行获取,并基于获取的建造材料三维模型建立建造材料评估系数,判断建造材料评估系数是否超出预设建造材料评估系数阈值,如果超出阈值,则形成预警信息,向外部发出预警信号;

S30、获取水施工动态模型,利用施工方案的实际参数对施工动态模型进行模拟,形成施工质量评估系数,对水利工程建造阶段进行评估;

S40、将建造材料评估系数与施工质量评估系数进行关联,形成水利工程建造权重指数;

S50、获取水利工程建造权重指数的结果,确定影响水利工程建造过程中出现的异常数据,并将异常数据形成预警信息,向外部发出预警。