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基于物联网的边坡工程稳定性评价方法及系统开发

更新时间：2019-12-24 08:31:52 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

针对目前边坡监测存在的时效性差、数据散乱、影响施工等问题,将物联网技术引入边坡监测中,探讨了基于物联网的监测信息采集和传输的方法.以监测信息为研究对象,以动态的评价指标体系为基础,结合层次分析法和模糊数学理论,建立边坡稳定性综合评价模型.利用C#编程语言,以SQL Server 2008为数据库平台,开发了边坡稳定评价系统,并将该系统应用于实际工程,分析结果符合实际情况.

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基于物网的坡工程定性

价方法及系开

旺，社荣，潘

(天津大学水利工程仿真与安全国家重点

室，天津300072)

摘要：

基于物网的

法和模糊数学理，建立

目前

坡

存在的效性差、数据散乱、影响施工等

信息采集和的方法。以信息研究象，以

价模型。利用c# 言，以sQL

情况。

价；AHP

，将物网技引入

价指体系

server2008 数据平台，开

坡

中，探

了

的

基

，合次分析

了

坡

定性

用于

坡工程；物网；系

合

程

坡

关

定

价系，并将

系

工程，分析果符合

：

开

；

信息；模糊

合

Based on the Internet of

Things

Evaluation Method and

for

Stabmty

System Development

Slope Engineering

Fei

CHEN

Wang，ZHANG Sherong，PAN

Simulation and

Laboratory

UniVersity，Tianjin 300072，China)

in current

(State Key

Hydraulic Engineering

Safety，Tianjin

and

Abstract： For

the

timeliness，

poor

scattered data

construction

affecting

existing

slope

solving

problems

the data collection and

study

the Internet of

is introduced

(10T)

slope monitoring

monitoring，

Things technology

transmission methods． A _fuzzy

model for

information is established with the founda“on of

comprehensive

analyzing monitoring

index

the

and

AHP with

mathematics

Based

Microsoft C群and

Server 2008

dynamic

database，

analysis

system

combining

fuzzy

theory．

SQL

evaluation is

The

in actual

system

shows that the

slope stability

developed．

applica“on

project

result is in line with actual situa“on．

the Intemet of

Words：

Key

slope engineering；

things； system

monitoring information； fuzzy comprehensive

development；

evaluation：AHP

中

分

号：TU454；TP391．9

文献

：A

文章号：0559-9342(2015)12-0036— 04

信息化管理的建。因此，

的智能化和基

引

言

于

数据的快速、准确定性价是坡工程

随着我国工程建的不断深入和展，不可避

免地遇到很多复定性分析

，通科学、便的方法，准确、及

定性分析果具有重要的

展的

需求。

的

坡

。

本文分析了

坡

数据物

数据

网

采集与无

些

出

地

平台的搭建，以

用AHP和模糊数学理

利用c# 言开了基于物

象，研究了利

意

。

坡的

行

坡

定分析的方法，

定状和力学参数在开挖、降雨及自身内部岩土力

程

网

采集的

学的作用下是不断化的⋯ 。通

解影响定指的状

器

可以了

控和保

坡

和

展

，

收稿日期：2叭5一09— 30

基金目：国家自然科学基金新研究群体科学基金(51321065)；

障

坡的安全施工和运行。然而，由于目前

的繁性、人水平参差不等原因，

致

坡

天津市用基与前沿技研究

文水源与水利工程科学国家重点

划

目(13JcYBJcl9400)；河海大学水

室开放基金(2014491211)

存在

范程度低、影响施工等。

数据分析定性的度，也阻碍了坡工程

多

，如效性差、数据缺失散乱、

些

加大了利用

作者介：旺(1992一)，男，河南信阳人，士研究生，研

究方向水工构工程．

坡

万方数据

要：：!量!：竺

竺竺：!：：竺竺竺!

± 竺

!!12竺竺竺： _盈臣冒譬薯幽

数据的

坡

定性

合

价系，并将

系

用

行

坡的定性分析价。

于

工程，分析果符合

情况。

，、

数据

服

器

。

物

网

物

网的概念及

网¨1是指利用一些信息感技，依据确

展

～囡 ⑧企一西一^墨i

1．1

j’

物

定的

，把一切物品与互

网

合起来，通

信

息的共享交流，以

物品智能化

、定位、跟

踪、控和管理的一种网。2005年，国

信

盟(ITu)正式确立“物网”的概念，并在官方

告¨1中述了物网基本的特点、技以及今后的

挑

和机遇。此后，物网的展相引起了一些

达国家的重，我国也在20lo年《政府工作告》

中正式将其列

。目前，物网技

、物流等行

略性新型域予以重点关注和推

运用到城市建、交通、

得了良好的效益和社会

已

，

效益。

1．2

信息物网平台

目前，成熟的是基于有网的

坡工程物

网

信息采集与

平台体系构

坡

相

信息采集技，但方法后期理量大，无法保

信息的效性，并且施工有一定程度的影响。利

2 坡定性价

2．1

价方法

用物网的相关技，搭建

信息的

平台，可以有效解决上述

感网行数据，大大降低了

采集和

平台利

坡

作

一种能有效解决多指、多因素

价

无

。

的方法，模糊

合

价的基是模糊数学理 H。。

用无

依据模糊关系合成原理，把界限不清晰、以定量

施工的影响；采集的

数据按照定的格式直接

的因素定量化表示，然后合分析。

坡

定性模

存入数据服器，减少了后期整理的工作量，保

糊

合分析价流程

2。模糊

合

价的具体

了信息的效性。

方法

：

根据物网的三体系构— — 感知、网

(1)确定

坡

定性分析的所有可能的价等

准。

以及

用

行平台的搭建(

1)。感知

由各种

是

型

以及等的判

基

的

，代表了物网的全面感知。

(2)根据各个

分析量的特点，确立恰当的

感器、微控制器、zigBee模等构成，

信息的采集和取。微控制器首先解析

隶属度算函数。

坡

(3)将通

属度函数，算各个

的隶属度向量，成隶属度矩 R。

物

网

采集的

数据代入隶

价等集合

控中心出的指令，然后

相

的

感器

分析量

于

出采集命令；

送到网

信息采集完之后，由zigBee模

行无

。网

信息的

出的信

(4)

合

感器的信息，建立价的指

感器的化不断更

无

，首先接收感知的zigBee模

次体系，并且需要

号，然后通短距离无通信技将接收的信号

送至3G／4G网比目前常的短距离无通信

，如zigBee、牙、wi— Fi等，由于zigBee具

。

新

体系。

(5)利用次分析法分确定各个次指

相

技

有低复性、低速率、近距离以及低成本的特点，

可以将其用于平台。最后，控中心接收信号，

于上一次控制指

重向量A。

的重，每个次均可形成

(6)从最底开始算，得到的向量曰=A×R

可以作上一次某个指价等集合的隶属

度向量。依此方法，可以得到上一次所有指

并将信号

信息的可靠

因素、网

后

入数据

。由于

的不定等原因，数据中原始的

服

器，完成

坡

感器自身精度、

境

隶

重向

价

属度向量，再次成隶属度矩

，

合

坡

数据可能存在一些差和缺失。因此，

用

量再次算。按此，得到

定性

要先利用开的系

理原始

数据，然后才能

‰

Po— v0 L4i N0

12|

万方数据

量叠旨盈蓄蚕

竺：：竺三

：：!三!：!

的隶属度向量，依据最大隶属度原确定

价

果。

坡

定性

价

物

网采集数据l

价等

价

断面爿I

形

断面占l⋯ ⋯ l

1支

断面Ⅳ

价指体系

建立隶属度函数

⋯ ⋯

I地下水

l确定各

I堂握拯重

算各个

目的

隶属度向量

■

索

杆

表面

内部

形

最底 (Ⅳ)

最底 (Ⅳ)隶I

曰

受力

感

受力

形

感

重系数向量4

属度矩

感

器

感

器

(Ⅳ-1) 某指《

属府向_旨R=一×

(Ⅳ-1)

系数向勤

熏

(Ⅳ．1) 隶属度矩

胄

}”圈墼翮礼．．睦

(Ⅳ-2) 某指

隶属度向量丑=爿×且

_=二][==_

⋯ ⋯ 1

⋯ 隅

．=二]二二．

坡

定价 I

隶属度向量l

制陲

曩II耋ll蓁Il垂0蓁

r—

— — — — — — — — — — ]

=二E

l最大隶属度原

制陲

■

／—

二

—

工

—

‘—

二

—

^■＼

(

价

果)

坡

定性合分析价指

次体系

坡定性模糊合分析价流程

述条件，

算矩的特征向量，一化理后得

2．2 价指

次体系的建立

了

到重向量。

价指体系是利用

信息合分析

坡

(3)

矩

各个元素之

的

性，如果不

定性的基，体

型可分

的

次。采集平台

足，重新整判断矩

2．4 价等与分

依据

代表

后

算。

形、支

力以及渗流等。

不

可

准的

定

同的

分

型又有不同的

目，如

；支

形

坡

定程度，共置4个等

状

：1

表面

形

及内部

索

形

力

坡

不

于定状；2 代表

定状；3

可分

及

杆

和

。依据上述的次体系

代表

定状；4 代表不定状。4个

确定之后，以此价体系中的

制定分准。根据各个指的特点，

一般有以下3种方法：

感器的位置等信息，建立价指

3)。同，需要考体系的

次体

坡

定

基

系(

更新，

最底

指

使之符合

坡

情况。尤其是在坡的施工

程中，会不断增加

感器的个数和种

重的确定

次体系中的不同元素

。

坡

(1)

法。①依据相关的定范确定；

2．3各次指

价指

②利用

家

的丰富

确定。

于

定

(2)数理

法一。。包括典型小概率法、置信区

的影响程度各异，只有准确地出各元素的重才

法以及最大法， 3种方法都是以大量

数据。在使用小概率法，首先要利用最

原理求出表征数据概率分布的密度函数。

(3)数法。主要

以有限元度折减法

能保

价的准确性。次分析法∞。6。合定性分析

基

与定量分析，将人

判断数量化，然后

各个指

相

重要性的主

大

模

的是位移

指

。

点位

分

一系列的数学理，最后得

基

，求得表征

形

出各指

重，具有大的可信度。方法的具体

步

如下：

移和折减系数关系的曲，曲

突

点即

准。

(1)通

上一控制指

次分析法的关

家集体分的方法，构建某一

指

相

重要性的判断矩 (o。)⋯ ，

系开及工程用

矩

是

。

研究

坡

定方

，

3．1

面的家，通两两比的方法打分形成判断矩

打分依据是1— 9 度法¨。。

系

开

studio

依据

坡

定性合价方法，以Visual

(2)判断打分表中元素是否符合以下3个要求：

server

2010

以c#

开

平台、sQL

言，开

2008 数据平台，

定性价系

①n。>o；②o。=1几。；③a，．=1。如果打分表符合上

程

坡

。系

万方数据

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