CN118245837A - 一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置，涉及水利工程技术领域。一种渗漏模拟模型，用于水利工程的地基渗漏监测用高寿命定位装置，所述渗漏模拟模型收集各个地基区域实时数据后对各个地基区域进行渗漏模拟评估，并对地基渗漏点进行定位。本发明通过建立的渗漏模拟模型，能够帮助工程师更准确地预测和模拟地基渗漏情况，模型能够不断优化和完善，使其预测结果更加接近实际情况，有助于工程师更好地掌握地基渗漏的实际情况，及时采取有效的措施进行修复和处理，确保水利工程的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，具体为一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置。
背景技术
水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程，水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程在对地基进行探测时，需要将一些检测仪器***需要进行检测的地基内，但是在检测环境比较恶劣时检测装置不能够很好地固定，从而使检测出现偏差。
随着水利工程规模的不断扩大和复杂性的增加，地基渗漏问题日益凸显，对工程的稳定性和安全性构成了严重的威胁，传统的地基渗漏检测方法往往存在定位精度不高，传统的渗漏检测装置受限于传感技术和数据数量技术，往往难以实现对地基渗漏的精确定位，传统装置会对环境因素的抗干扰能力较弱，容易出现误报或漏报的情况，降低了监测的准确性和可靠性，因此本发明提出一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种渗漏模拟模型，用于水利工程的地基渗漏监测用高寿命定位装置，所述渗漏模拟模型收集各个地基区域实时数据后对各个地基区域进行渗漏模拟评估，并对地基渗漏点进行定位。
一种渗漏模拟模型建立方法，包括以下步骤：
步骤一：数据库建立：收集关于各个地基区域常渗漏点的详细数据，将这些详细数据综合到数据库中；
步骤二：基础数据库建立：收集地基区域内未出现渗漏的历史信息数据，得到常规数据库；
步骤三：特征提取：将训练库数据与常规数据库，以渗漏类型为标准进行分组，在相同渗漏类型内将训练数据中的详细数据与历史信息数据进行比较，得到各项数据渗漏风险差值比，差值比在30％以上的数据作为特征数据；
步骤四：模型训练：通过建立训练集数据对模型进行训练，模型根据输入的特征和对应的渗漏数据学习预测渗漏行为，使用验证集数据对训练好的模型进行评估，并分析模型的预测结果，查看模型在不同场景下的表现，并识别可能的误差来源，并使用模型对新的渗漏场景进行预测，并根据预测结果执行相应的应对措施；
步骤五：模型搭建：将训练好的模型搭建到计算机载体中。
作为本申请技术方案中一个具体的方案，所述模型渗漏详细数据包括地基勘察报告、土壤物理性质、地下水文条件、结构设计和施工方法。
作为本申请技术方案中一个具体的方案，所述渗漏模型模拟包括检查渗漏量、渗漏速度、渗漏路径，并与实时渗漏数据进行比较。
一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，用于水利工程的地基渗漏检测用过高寿命定位装置，所述将检测的异常数据与渗漏模型进行对比，通过计算相似度或拟合度，拟合度在70％以上，输出对应渗漏的可能位置，并将异常数据点的位置在地基地图上进行展示，利用空间插值，精确渗漏点的位置。
作为本申请技术方案中一个具体的方案，所述计算相似度和拟合度步骤如下：
S1：数据准备：将一组为实际观测到的异常数据，另一组渗漏模型根据条件预测出来的数据，并将这两组数据进行比较，通过模型预测值与实际观测值之间的差异，对每个数据点，计算其预算值与实际值之差，得到残差序列；
S2：相似度和拟合度：根据计算得到的拟合度指标值，评估模型的拟合效果，R2值越接近1，表示模型拟合效果越好，MSE和RMSE值越小，表示模型预测误差越小。
作为本申请技术方案中一个具体的方案，所述包括至少一个报警与通信模块：当渗漏模拟模型检测到地基渗漏时，该模块负责触发报警。
一种渗漏模拟模型，所述包括至少一个数据处理和分析模块，该模块负责接收并处理数据采集模块传来的数据，并对数据进行分析，识别出异常数据模式，进而判断是否存在渗漏现象，通过对比历史数据和实时数据，可以进一步确定渗漏的严重程度和具***置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置，通过建立的渗漏模拟模型，能够帮助工程师更准确地预测和模拟地基渗漏情况，模型能够不断优化和完善，使其预测结果更加接近实际情况，有助于工程师更好地掌握地基渗漏的实际情况，及时采取有效的措施进行修复和处理，确保水利工程的安全稳定运行。
同时，渗漏检测定位模块能够精确定位地基渗漏点，帮助工程人员快速准确地找到问题所在且渗漏检测定位模块集成了高精度的传感技术和先进的信号处理算法，能够迅速准确地识别并定位地基中的渗漏点，避免了传统方法中可能存在的误判和遗漏，提高了定位精度，有助于及时发现和处理渗漏问题。
附图说明
图1为本发明的地基渗漏检测定位装置控制***示意图；
图2为本发明的渗漏模拟模型流程示意图；
图3为本发明的渗漏模拟模型建议流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请中，为方便理解所使用的方法步骤在实际操作时并非需要按照本实施例中的步骤顺序进行执行，在另一些实施例中这些步骤可以是同步进行或者改变顺序。
该定位装置主要应用于各类水利工程的地基渗漏检测，包括但不限于水库、水电站、堤防、水闸等工程，在这些工程中，地基渗漏问题往往直接关系到工程的安全性和稳定性，因此需要对地基进行定期的渗漏检测。通过使用高寿命定位装置，可以实现对地基渗漏点的快速、准确定位，为后续的修复工作提供有力支持，定位装置在工作时，需要满足一定的条件以确保其正常运行。首先，装置需要稳定的电源供应，以保证其连续工作。其次，装置应处于良好的工作状态，各部件功能正常，无损坏或故障。此外，工作环境应满足装置的基本运行要求，如温度、湿度等条件应在装置的承受范围内，由于水利工程地基环境的特殊性，定位装置需要能够适应各种复杂的工作环境。这可能包括潮湿、多尘、温度变化大等条件。因此，定位装置应具有防水、防尘、耐温等特性，以确保其在各种环境下都能稳定工作，定位装置的工作依赖于精确的传感器和先进的信号处理***。传感器负责实时采集地基渗漏数据，而信号处理***则对这些数据进行处理和分析，以实现渗漏点的定位。此外，装置还需要与上位机或控制***进行通信，以实现数据的传输和指令的接收，在操作定位装置时，需要遵循一定的要求。首先，操作人员应熟悉装置的使用方法和注意事项，避免误操作或不当使用。其次，在安装和调试装置时，应严格按照说明书或技术人员的指导进行，确保装置安装正确、调试准确。此外，在装置运行过程中，应定期进行检查和维护，及时发现并处理潜在问题，安全是水利工程地基渗漏检测工作的重要考虑因素。因此，定位装置在设计和使用过程中需要满足一系列安全要求。首先，装置应具有足够的安全防护措施，如过载保护、短路保护等，以防止因设备故障引发的安全事故。其次，在装置的操作和维护过程中，应严格遵守安全操作规程，避免发生触电、机械伤害等事故。此外，对于涉及高电压、高电流等危险因素的部分，应采取额外的安全防护措施，确保人员安全。
如图1-图3所示，本发明提供一种技术方案：一种水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置，一种渗漏模拟模型，用于水利工程的地基渗漏监测用高寿命定位装置，渗漏模拟模型收集各个地基区域实时数据后对各个地基区域进行渗漏模拟评估，并对地基渗漏点进行定位。
一种渗漏模拟模型建立方法，包括以下步骤：
步骤一：数据库建立：收集关于各个地基区域常渗漏点的详细数据，将这些详细数据综合到数据库中；
步骤二：基础数据库建立：收集地基区域内未出现渗漏的历史信息数据，得到常规数据库；
步骤三：特征提取：将训练库数据与常规数据库，以渗漏类型为标准进行分组，在相同渗漏类型内将训练数据中的详细数据与历史信息数据进行比较，得到各项数据渗漏风险差值比，差值比在30％以上的数据作为特征数据；
步骤四：模型训练：通过建立训练集数据对模型进行训练，模型根据输入的特征和对应的渗漏数据学习预测渗漏行为，使用验证集数据对训练好的模型进行评估，并分析模型的预测结果，查看模型在不同场景下的表现，并识别可能的误差来源，并使用模型对新的渗漏场景进行预测，并根据预测结果执行相应的应对措施；
步骤五：模型搭建：将训练好的模型搭建到计算机载体中。
模型渗漏详细数据包括地基勘察报告、土壤物理性质、地下水文条件、结构设计和施工方法。
将训练库数据与常规数据库进行整合，确保所有相关数据都在同一数据集中，根据渗漏类型，对整合后的数据进行分组，确保每组数据都包含相同类型的渗漏点，在每个渗漏类型分组内，将训练数据中的详细数据与历史信息数据进行比较，根据比较结果，计算各项数据的渗漏风险差值比，筛选差值比在30％以上的数据作为特征数据，特征数据反映了渗漏风险较高的区域或渗漏点，将筛选出的特征数据进行整理，为后续的模型训练或分析提供便利。
渗漏模型模拟包括检查渗漏量、渗漏速度、渗漏路径，并与实时渗漏数据进行比较。
一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，用于水利工程的地基渗漏检测用高寿命定位装置，将检测的异常数据与渗漏模型进行对比，通过计算相似度或拟合度，拟合度在70％以上，输出对应渗漏的可能位置，并将异常数据点的位置在地基地图上进行展示，利用空间插值，精确渗漏点的位置。
首先高寿命定位装置会持续监测地基的状态，并收集相关的数据，一旦检测到异常数据，这些数据会立即被传输到定位模块中进行分析，定位模块会将收集到的异常数据与建立的渗漏模型进行对比，渗漏模型基于大量的历史数据和专业知识构建，能够反映出不同渗漏类型的特点和规律，通过计算异常数据与渗漏模型的相似度或拟合度，定位模块能够初步判断是否存在渗漏，并预测可能的渗漏位置，如拟合度达到70％以上，定位模块会认为存在渗漏的可能性，并输出对应渗漏的可能位置，定位模块还会将异常数据点的位置在地基地图上进行展示，工程师可以直观地看到哪些区域出现异常，以及这些异常与渗漏模型之间的匹配程度，为了进一步提高定位的精度，定位模块还会利用空间插值技术，空间插值基于已知数据点来预测未知区域值的方法，定位模块可以综合考虑多个异常数据点的信息，从而更精确地确定渗漏点的位置。
计算相似度和拟合度步骤如下：
S1：数据准备：将一组为实际观测到的异常数据，另一组渗漏模型根据条件预测出来的数据，并将这两组数据进行比较，通过模型预测值与实际观测值之间的差异，对每个数据点，计算其预算值与实际值之差，得到残差序列，将所有数据点的残差计算出来，并整理成残差序列，残差序列反映了模型预测与实际观测之间的差异程度，并将整理好的实际观测数据。模型预测数据和残差序列进行格式化，以适应后续的分析需求，将数据储存在适当的数据结构中，以便后续访问和使用；
S2：相似度和拟合度：根据计算得到的拟合度指标值，评估模型的拟合效果，R2值越接近1，表示模型拟合效果越好，MSE和RMSE值越小，表示模型预测误差越小。
一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，包括至少一个报警与通信模块：当渗漏模拟模型检测到地基渗漏时，该模块负责触发报警。
一种渗漏模拟模型，包括至少一个数据处理和分析模块，该模块负责接收并处理数据采集模块传来的数据，并对数据进行分析，识别出异常数据模式，进而判断是否存在渗漏现象，通过对比历史数据和实时数据，可以进一步确定渗漏的严重程度和具***置，渗漏模拟模型是集成了数据处理、分析和渗漏预测功能的综合性***，通过结合数据处理和分析模块，该模型能够有效利用采集到的数据来识别异常数据模式，从而判断是否存在渗漏现象，并确定渗漏的严重程度和具***置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附实施例及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种渗漏模拟模型，用于水利工程的地基渗漏监测用高寿命定位装置，其特征在于：所述渗漏模拟模型收集各个地基区域实时数据后对各个地基区域进行渗漏模拟评估，并对地基渗漏点进行定位。
2.一种渗漏模拟模型建立方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：数据库建立：收集关于各个地基区域常渗漏点的详细数据，将这些详细数据综合到数据库中；
步骤二：基础数据库建立：收集地基区域内未出现渗漏的历史信息数据，得到常规数据库；
步骤三：特征提取：将训练库数据与常规数据库，以渗漏类型为标准进行分组，在相同渗漏类型内将训练数据中的详细数据与历史信息数据进行比较，得到各项数据渗漏风险差值比，差值比在30％以上的数据作为特征数据；
步骤四：模型训练：通过建立训练集数据对模型进行训练，模型根据输入的特征和对应的渗漏数据学习预测渗漏行为，使用验证集数据对训练好的模型进行评估，并分析模型的预测结果，查看模型在不同场景下的表现，并识别可能的误差来源，并使用模型对新的渗漏场景进行预测，并根据预测结果执行相应的应对措施；
步骤五：模型搭建：将训练好的模型搭建到计算机载体中。
3.根据权利要求2所述的一种渗漏模拟模型建立方法，其特征在于：所述模型渗漏详细数据包括地基勘察报告、土壤物理性质、地下水文条件、结构设计和施工方法。
4.根据权利要求2所述的一种渗漏模拟模型建立方法，其特征在于：所述渗漏模型模拟包括检查渗漏量、渗漏速度、渗漏路径，并与实时渗漏数据进行比较。
5.一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，用于水利工程的地基渗漏检测用过高寿命定位装置，其特征在于：所述将检测的异常数据与渗漏模型进行对比，通过计算相似度或拟合度，拟合度在70％以上，输出对应渗漏的可能位置，并将异常数据点的位置在地基地图上进行展示，利用空间插值，精确渗漏点的位置。
6.根据权利要求5所述的一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，其特征在于：所述计算相似度和拟合度步骤如下：
S1：数据准备：将一组为实际观测到的异常数据，另一组渗漏模型根据条件预测出来的数据，并将这两组数据进行比较，通过模型预测值与实际观测值之间的差异，对每个数据点，计算其预算值与实际值之差，得到残差序列；
S2：相似度和拟合度：根据计算得到的拟合度指标值，评估模型的拟合效果，R2值越接近1，表示模型拟合效果越好，MSE和RMSE值越小，表示模型预测误差越小。
7.根据权利要求5所述的一种水利工程的地基渗漏检测定位模块，其特征在于：所述包括至少一个报警与通信模块：当渗漏模拟模型检测到地基渗漏时，该模块负责触发报警。
8.一种渗漏模拟模型，其特征在于：所述包括至少一个数据处理和分析模块，该模块负责接收并处理数据采集模块传来的数据，并对数据进行分析，识别出异常数据模式，进而判断是否存在渗漏现象，通过对比历史数据和实时数据，可以进一步确定渗漏的严重程度和具***置。
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