CN120297134A 基于隧道施工结构健康在线监测方法及系统 （鼎熙国讯科技有限公司）

基于隧道施工结构健康在线监测方法及系统本发明提出基于隧道施工结构健康在线监构建应力裂纹联合表征映射，生成第一联合特整体施工风险评分；将施工风险划分为多个等2测未来T时间步的衬砌健康状态包括生成的对应的未来应力数据和未S4、根据所述预测未来T时间步的衬砌健康采用基于自适应直方图均衡化的局部自适应增强方法对所述裂纹图像进行增强处理，基于动态修正后的应力数据、增强后的裂纹图像、以及降噪后采用基于时空自回归单元的递归预测模型计算未来T时间步的应力和裂纹状态，同时3基于所述未来应力数据和地震波信号，采用物理约束神经网制Pfail对风险评分的贡献；β表示地层应力影响权重，衡量地层应力异常对风险评分的影4未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警机制设定预警阈值，采用非线性分actual表示真实事故发生时的风险评分；II(A)表示施工调整后的安全性提升指actual表示实际值；结合历史施工数据与当前风险状态，定义优化支护参地层应力场预测单元，用于根据预处理后的地震波信号和未来应力数风险预测单元，用于根据所述预测未来T时间步的衬砌健康状态和未来T概率模型结合未来应力数据确定整体施工风险评健康预警单元，用于针对未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警机制56述预测未来T时间步的衬砌健康状态包括生成的对应的未来应力数据和未来裂纹扩展图[0013]S5、针对未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警机制设定预警阈[0015]采集应力数据并进行滑动窗口历史均值的动态修正，得到动态修正后的应力数[0016]采用基于自适应直方图均衡化的局部自适应增强方法对所述裂纹图像进行增强[0023]优选的，所述根据所述第一联合特征向量预测未来T时间步的衬砌健康状态，包[0024]采用基于时空自回归单元的递归预测模型计算未来T时间步的应力和裂纹状态，7[0037]ea-1-e-llielMlrkl"[0038]其中，Pfail表示衬砌结构破坏概率，表示未来T时间步内隧道衬砌可能失效的风8[0042]优选的，所述针对未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警机制设actual表示实际值；[0051]在本发明的第二方面提供了基于隧道施工结构健康在线监测系统，所述系统包破坏概率模型结合未来应力数据确定整体施工风险评[0056]健康预警单元，用于针对未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警9机制(Cross_Attention)建模两者之间的动态关联，弥补单一传感数据监测范围受限的问[0060](2)现有地层监测方法主要基于有限元计算或经验公式，难以实时追踪地层应力[0061]该方法突破了传统地层监测的计算瓶颈，使得系统可以[0063]通过融合不同数据源的特征信息，本发明能够更准确地预测未来T时间步的整体[0064]利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限少误检。(G,i,W)=F(S',I',W:)(4)述预测未来T时间步的衬砌健康状态包括生成的对应的未来应力数据和未来裂纹扩展图[0094]定义应力裂纹联合表征映射F,建立两者的关系：[0095]h:=F(,i)(6)[0098]对于每个应力传感器点si，寻找其对应的裂纹区域Ia计算裂纹区域的形变梯度:纹状态ireeixr)[0116]具体的，本步骤的目标是基于步骤S1输出的降噪后地震波数据和步骤S2预测的未来应力数据xr,构建一个地层应力反演模型，计算未来T时间步内的地层应力场[0119]降噪后的地震波数据表示时刻t采集的k组地震波信号(来[0120]预测的未来应力状态表示未来T时间步的衬砌应力(来自步[0129]基于地震波数据w和应力预测sxr,计算未来T时间步的地层应力场xr确保[0142]预测的未来地层应力场xr用于步骤4进行风险评估。计算的未来地层应力场构建一个全面的隧道结构安全风险评估方法。本步骤提出结控制Pfail对风险评分的贡献。β为地层应力影响权重，衡量地层应力异常对风险评分的影[0164]由于风险评分Rt可能受局部测量误差或短时应力波动影响，定义风险平滑正则[0170]S5、针对未来T时间步的整体施工风险评分构建自适应多级预警机制设定预警阈[0183]GU=-allRae-Rall'+B·I(A)(22)[0184]其中，Ractual为真实事故发生时的风险评分，I(A)为施工调整后的安全性提升指[0191]结合历史施工数据与当前风险状态，定义优化支护参数集合CA,确保施工调整策[0204]风险预测单元304，用于根据所述预测未来T时间步的衬砌健康状态和未来T时间衬砌破坏概率模型结合未来应力数据确定整体施工风隧道衬砌破坏概率模型结合未来应力数据确定整体施工风险评分；针对未来T时间步的整立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，连接整个基于隧道施工结构健康在线监测设备的各个[0212]所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行储器，还可以包括