一種基于物聯網的智慧工地監管系統的制作方法

本發明涉及智慧工地監管，尤其涉及一種基于物聯網的智慧工地監管系統。

背景技術：

1、傳統建筑工地管理依賴人工巡查和紙質記錄，存在效率低、信息滯后等問題。近年來，隨著物聯網技術的發展，智慧工地的概念逐漸興起，通過集成傳感器、無線通信和大數據分析，實現工地管理的自動化和智能化。

2、中國專利公開號cn106910032a公開了建設工程質量檢測監管平臺及方法，包括：第一云計算平臺：用于錄入建設工程中各樣品試驗的國標數據，并接收取樣客戶端、驗樣客戶端和第一云計算平臺反饋的信息和數據；取樣客戶端：與第一云計算平臺相連，用于確認樣品信息；驗樣客戶端：與第一云計算平臺相連，用于驗證樣品信息；第一云計算平臺：與第一云計算平臺相連，用于對樣品進行試驗、數據分析。本發明實用性強；由此可見，該發明僅對建設工程進行取樣分析，未對工程現場的實時數據進行分析，存在對工地的監管效率低的問題。

技術實現思路

1、為此，本發明提供一種基于物聯網的智慧工地監管系統，用以克服現有技術中對工地的監管效率低的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供一種基于物聯網的智慧工地監管系統，包括，

3、信息獲取模塊，用以獲取監測周期內的工地監測數據、環境數據和工地建設信息；

4、地質分析模塊，用以根據監測周期內的工地建設信息對工地地質狀態進行分析；

5、區域劃分模塊，用以根據監測周期內的工地地質狀態分析結果對工地區域進行劃分，得到目標區域；

6、道路分析模塊，用以根據監測周期內工地監測數據對各目標區域的土壤結構狀態進行分析，并根據土壤結構狀態分析結果對土壤波動性進行分析，還用以根據土壤波動性分析結果對監測周期內的路基穩定性和改良含水量進行分析；

7、調整優化模塊，用以根據監測周期內的環境數據對路基穩定性的分析過程進行調整；

8、管理模塊，用以根據監測周期內的路基穩定性分析結果和改良含水量分析結果向用戶進行報警，并根據報警結果生成下一監測周期的管理方案，還用以將管理方案向用戶進行輸出。

9、進一步地，所述地質分析模塊設有歷史分析單元，所述歷史分析單元根據工地歷史信息對工地的歷史地質狀態進行分析；

10、所述歷史分析單元根據工地的歷史地質災害次數n和歷史檢測時長t計算地質變化頻率μ，設定μ=n/t；

11、所述歷史分析單元根據地質變化頻率μ對歷史地質狀態進行分析，其中：

12、當μ≥u時，所述歷史分析單元判定工地的歷史地質狀態為正常；

13、當μ＜u時，所述歷史分析單元判定工地的歷史地質狀態為異常；

14、其中，u是預設變化頻率；

15、所述地質分析模塊還設有地質分析單元，所述地質分析單元根據工地參數信息和工地的歷史地質狀態分析結果對工地的地質狀態進行分析，其中：

16、當歷史地質狀態為正常時，若a1×r+a2×t＜q1，所述地質分析單元判定工地的地質狀態為正常；若a1×r+a2×t≥q1，所述地質分析單元判定工地的地質狀態為異常；

17、當歷史地質狀態為異常時，若a1×r+a2×t＜q2，所述地質分析單元判定工地的地質狀態為正常；若a1×r+a2×t≥q2，所述地質分析單元判定工地的地質狀態為異常；

18、其中，a1是土壤沙礫異常權重，a2是土壤沙礫含水異常權重，r是土壤沙礫異常指數,a1+a2=1且a1＜a2，設定r=（d-d）/d,d是沙礫直徑，d是沙礫直徑閾值，t是沙礫含水異常指數，設定t=（hs-hs）/hs，hs是工地區域的平均含水量，hs是預設含水量，q1是第一預設地質指數，q2是第二預設地質指數，q1＞q2。

19、進一步地，所述區域劃分模塊根據監測周期內工地的地質狀態分析結果對工地進行劃分，其中：

20、當工地的地質狀態為正常時，所述區域劃分模塊將區域劃分面積設置為s1，設定s1=（we×he）×a1×r+a2×t；

21、當工地的地質狀態為異常時，所述區域劃分模塊將區域劃分面積設置為s2，設定s2=（we×he）×|a1×r+a2×t-qk|/qk，k=1,2；

22、其中，we是工地施工道路路基寬度，he是工地施工道路路基監測長度；

23、所述區域劃分模塊根據各區域劃分面積si對工地區域進行劃分，得到各目標區域，設定i=1,2。

24、進一步地，所述道路分析模塊設有結構分析單元，所述結構分析單元根據監測周期內的工地監測數據對各目標區域的土壤結構狀態進行分析；

25、所述結構分析單元將各目標區域的土壤結構指數α（j）與預設結構指數a進行比對，并根據比對結果對各目標區域的土壤結構狀態進行分析，其中：

26、當α（j）＜a時，所述結構分析單元判定監測周期內的土壤結構狀態為正常；

27、當α（j）≥a時，所述結構分析單元判定監測周期內的土壤結構狀態為異常。

28、進一步地，所述道路分析模塊還設有波動性分析單元，所述波動性分析單元根據各目標區域的土壤結構狀態分析結果對土壤波動性進行分析；

29、所述波動性分析單元根據各目標區域的土壤結構指數α（j）計算土壤波動系數β，土壤波動系數β的計算公式如下：

30、β=σ1/2/e；

31、σ={[α（1）-e]2+[α（2）-e]2+……+[α（n）-e]2}/n；

32、e=[α（1）+α（2）+……+α（n）]/n；

33、其中，α（1）是第1目標區域的土壤結構指數，α（2）是第1目標區域的土壤結構指數，α（n）是第n目標區域的土壤結構指數，e是土壤結構指數期望，σ是土壤結構指數方差；

34、所述波動性分析單元根據土壤波動系數β對土壤波動性進行分析，其中：

35、當β＜b時，所述波動性分析單元判定監測周期內土壤波動性為正常；

36、當β≥b1時，所述波動性分析單元判定監測周期內土壤波動性為異常；

37、其中，b是預設變異系數。

38、進一步地，所述道路分析模塊還設有穩定性分析單元，所述穩定性分析單元統計監測周期內土壤結構狀態為異常的目標區域數量m，并根據統計結果計算異常比例v，設定v=m/n；

39、所述穩定性分析單元根據監測周期內土壤波動性分析結果和土壤結構狀態分析結果對路基穩定性進行分析，并根據路基穩定性分析結果設置改良含水量，其中：

40、當土壤波動性為正常時，若v＜v1，所述穩定性分析單元判定路基穩定性為正常，并將改良含水量設置為w1，設定w1=w；若v≥v1時，所述穩定性分析單元判定路基穩定性為異常，并將改良含水量設置為w2，設定w2=w×[1-（v-v1）/v1]；

41、當土壤波動性為異常時，若v＜v2，所述穩定性分析單元判定路基穩定性為正常，并將改良含水量設置為w3，設定w3=w×[1-（v-v2）/v1]；若v≥v2時，所述穩定性分析單元判定路基穩定性為異常，并將改良含水量設置為w4，設定w4=w×[1+（v-v2）/v1]；

42、其中，w是標準土壤含水量，v1是第一預設異常比例，v2是第二預設異常比例，v1＜v2。

43、進一步地，所述調整優化模塊設有環境調整單元，所述環境調整單元將監測周期內的環境因子γ與預設環境因子y進行比對，并根據比對結果對路基穩定性的分析過程進行調整，其中：

44、當γ＜y時，所述環境調整單元判定監測周期內環境因子正常，不進行調整；

45、當γ≥y時，所述環境調整單元判定監測周期內環境因子異常，并將各預設異常比例vz調整為vz’，其中z=1,2，設定vz’=vz×{1-arctan[（γ-y）]}。

46、進一步地，所述調整優化模塊還設有降水優化單元，所述降水優化單元將監測周期內的環境降水量q與預設降水量q進行比對，并根據比對結果對路基穩定性的調整過程進行優化，其中：

47、當q＜q時，所述降水優化單元判定監測周期內的降水量正常，不進行優化；

48、當q≥q時，所述降水優化單元判定監測周期內的降水量異常，并將預設環境因子優化為y’，設定y’=y×{1+sin[（q-q）/q]}。

49、進一步地，所述管理模塊設有報警單元，所述報警單元根據監測周期內路基穩定性分析結果向用戶進行報警，其中：

50、當路基穩定性為正常時，若wc＜p1，所述報警單元向用戶進行工作異常報警；若p1≤wc＜p2，所述報警單元不向用戶進行報警；若wc≥p2，所述報警單元向用戶進行穩定性異常報警；

51、當路基穩定性為異常時，若wc＜p3，所述報警單元向用戶進行路基預處理報警；若p3≤wc＜p4，所述報警單元向用戶進行穩定性異常報警；若wc≥p4，所述報警單元向用戶進行路基異常報警；

52、其中，p1是第一預設含水量，p2是第二預設含水量，p3是第三預設含水量，p4是第四預設含水量，p1＜p3＜p2＜p4，設定c=1,2,3,4。

53、進一步地，所述管理模塊還設有施工管理單元，所述施工管理單元根據報警結果生成下一監測周期的施工管理方案，其中：

54、當報警結果為路基異常報警時，所述施工管理單元將當前監測周期的施工管理方案作為下一監測周期的施工管理方案；

55、當報警結果為穩定性異常報警時，所述施工管理單元將下一監測周期壓實設備的激振力設置為g1，設定g1=g×cos[(wc-p2)/p2]；

56、當報警結果為工作異常報警時，所述施工管理單元將下一監測周期路面加水量設置為wp，設定wp=（1+wc）×wp；

57、當報警結果為路基預處理報警時，所述施工管理單元將下一監測周期激振力設置為g2，設定g2=g×{1+sin[(p3-wc)/p3]}；

58、其中，g是當前監測周期壓實設備的激振力，wp是監測周期內路面加水量。

59、與現有技術相比，本發明的有益效果在于，通過所述信息獲取模塊對所需信息的獲取，提高了對信息獲取的完整性和準確性，通過所述地質分析模塊對工地道路區域地質狀態進行分析，提高了對地質狀態分析的準確性，通過所述區域劃分模塊對道路進行區域劃分，得到目標區域，提高了對道路變化曲面面積分析的準確性，通過所述道路分析模塊通過對路基穩定性和改良含水量進行分析，提高了對路基異常狀態分析的準確性，通過所述調整優化模塊對路基穩定性的分析過程進行調整，提高了對路基異常狀態分析的準確性，通過所述管理模塊向用戶進行報警并生成下一監測周期的管理方案，提高了對工地的監管效率。