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申请/专利权人：深圳市宝安排水有限公司;深圳市水务工程检测有限公司

摘要：本发明公开了一种基于数字化的水闸结构安全监测系统及方法，属于水闸结构安全监测技术领域。本系统包括水闸安全监测模块、项目预测分析模块、节点处理模块以及数字化更新模块。所述水闸安全监测模块的输出端与所述项目预测分析模块的输入端相连接；所述项目预测分析模块的输出端与所述节点处理模块的输入端相连接；所述节点处理模块的输出端与所述数字化更新模块的输入端相连接。本发明能够实现水闸结构安全实时监视和预警，实现水闸监测自动化、信息化、科学化管理，促进水闸结构数字化转型发展；同时管理人员可以依照安全指标数值的变化及时对水闸的结构安全做出统一维护，降低BIM更新频次，从而确保水闸运行更加稳定。

主权项：1.一种基于数字化的水闸结构安全监测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、构建水闸安全监测系统数据采集平台，基于规定下的不同时间周期，对水闸运行过程中的垂直位移、水平位移和结构缝开合度数据进行实时采集汇总；S2、创建项目监测列表，对垂直位移、水平位移和结构缝开合度数据中的每一个监测项目记录至项目监测列表，并记录每一个监测项目的时间周期；S3、构建基础预测分析模型，通过项目监测列表中的监测数据输出未来每个时间点的预测数据，基于每个监测项目的阈值，标记出阈值所处时间周期；S4、构建节点处理模型，基于标记的时间周期输出统一维护节点，并基于统一维护节点反馈处理后数据，更新至BIM技术平台；所述构建基础预测分析模型包括：根据水闸安全监测系统数据采集平台中的历史数据，获取任一个监测项目的监测时间周期与每一个时间周期的监测值；基于监测值构建灰色预测模型：所述灰色预测模型中包含三组数据列表，第一数据列表以历史数据中的每一个时间周期的监测值按照时间顺序生成，记为S0={X0（1），X0（2），X0（3），……，X0（n）}，其中S0代表第一数据列表，X0（1），X0（2），X0（3），……，X0（n）分别代表n个时间周期的监测值；第二数据列表以第一数据列表为基础，在第一数据列表S0的基础上进行灰色累加生成处理： ；其中，k=1，2，……，n；代表第二数据列表中对应的第一数据列表的元素；第三数据列表以第二数据列表为基础，在第二数据列表的基础上进行紧邻均值计算；对第二数据列表做白化微分处理，计算输出发展灰数与内生控制灰数，计算方程包括： ；其中，为发展灰数；为内生控制灰数；代表第二数据列表；计算第n+1个周期的预测模型输出为： ；其中，为第n+1个周期的预测模型输出，基于灰色预测模型输出后续的预测监测值；对任一个监测项目均形成预测的数据列，获取每个监测项目的阈值，标记出阈值所在的预测的数据列中对应的时间周期；所述构建节点处理模型包括：S4-1、构建时间轴，将形成的预测的数据列录入时间轴；S4-2、获取所有监测项目标记出的时间周期，对监测项目进行组合，所述组合方式包括：任一个组合内的任意两个监测项目的标记时间周期存在时间轴的交叉，且任一个组合内的监测项目数量大于两个，将形成的组合计入第一集合；S4-3、在第一集合中按照组合内监测项目数量进行排序，形成清单，按照清单优先选择组合内监测项目数量多的进行节点处理，所述节点处理包括：标记出时间周期的初始点与终止点，选取初始点在时间轴上最靠前的标记时间周期作为组合内对照单位，将组合内其他标记时间周期的初始点与对照单位的初始点进行时间差值计算，若，则在组内舍弃对应的监测项目；其中，表示组合内对照单位的初始点；表示组合内其他标记时间周期的初始点，按照从大到小的顺序依次选取；代表与对应的监测项目的监测时间周期；S4-4、获取舍弃后组合内监测项目，继续进行处理：S4-5、选取对照单位的阈值，计算对照单位的标记时间周期的中点，若对照单位的阈值处于对照单位的标记时间周期的中点之前，则舍弃后组合内监测项目的维护时间均输出为对照单位的初始点时间；若对照单位的阈值处于对照单位的标记时间周期的中点以及中点之后，则取对照单位的中点作为对照单位新的初始值，与舍弃后组合内监测项目的初始值进行重新选取对照单位，并重复步骤S4-5，直至输出舍弃后组合内监测项目的维护时间；S4-6、获取所有组合的输出，按照组合内监测项目的数量从多到少进行排序，采取抽取不放回式对监测项目组合进行按顺序提取，每提取一次进行一次重新排序，若存在同时多个组合的监测项目数量相同，则组合内监测项目的维护时间靠前的优先选取；S4-7、对组合进行选择完毕后，将组合的维护时间作为组合的统一维护节点，基于统一维护节点反馈处理后数据，更新至BIM技术平台。

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