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原文传递一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法

专利名称：	一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法
摘要：	本发明公开了一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，采用多传感设备结合基于北斗定位的GNSS技术分别测量路基沉降监测点和基准点的数据，并输入预先建立并训练好的卷积神经网络CNN模块，确定是否出现路基沉降风险。解决了现有技术中路基沉降检测手段单一，检测精度不高，检测准确度不高的问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	河南交院工程技术集团有限公司;郑州轻工业大学
发明人：	刘旭玲;叶国永;冯忠居;王富春;孔元元;尚廷东;邵景干;王鹏鹏;王俊超;李森
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202311084399.1
公开号：	CN117053761A
代理机构：	深圳市众元信科专利代理有限公司
代理人：	徐佳辰
分类号：	G01C5/00;G01S19/13;G;G01;G01C;G01S;G01C5;G01S19;G01C5/00;G01S19/13
申请人地址：	450000 河南省郑州市二七区航海中路165号;
主权项：	1.一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，应用于路基沉降远程自动监测系统，所述路基沉降远程自动监测系统包括多个静力水准仪沉降监测传感器、基于北斗定位技术的形变位移监测设备、数据采集网关、基站以及远程云监测服务器，其中所述基于北斗定位技术的形变位移监测设备包括全球导航卫星系统GNSS接收机；所述基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法包括以下步骤： (1)沿着监测公路预设区间段布置多个静力水准仪沉降监测传感器作为路基沉降监测点；按照预设频率采集路基沉降监测点的第一沉降数据，并通过无线方式传输给数据采集网关汇总，其中第一沉降数据为路基沉降监测点的相对高程； (2)在远离所述监测公路预设区间段的稳定区域布置基于北斗定位技术的形变位移监测设备，所述基于北斗定位技术的形变位移监测设备作为路基沉降基准点，采集路基沉降基准点的第二沉降数据，并通过无线方式传输给数据采集网关汇总，其中第二沉降数据为路基沉降基准点的大地高程； (3)数据采集网关将所述第一沉降数据和所述第二沉降数据传输给基站； (4)基站对第二沉降数据进行预处理得到第二沉降数据修正值，其中所述预处理为剔除其中异常的数值，剔除异常的数值后在异常的数据值处进行插值； (5)基站将第一沉降数据和第二沉降数据修正值发送给远程云监测服务器； (6)远程云监测服务器基于第二沉降数据修正值得到路基沉降基准点的大地高程变化，对静力水准仪沉降监测传感器的第一沉降数据进行修正；并将修正后的第一沉降数据输入内置的预先建立并训练好的卷积神经网络CNN模块，所述卷积神经网络CNN模块对修正后的第一沉降数据进行处理，确定是否出现路基沉降风险；当确定出现路基沉降风险时生成告警信息。 2.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，所述异常的数值满足如下条件，x≤μ-3σ或x≥μ+3σ，其中假设第二沉降数据满足正态分布，x为第二沉降数据的监测数值，μ为正态分布的平均值，σ为正态分布的标准差。 3.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，采用均值插值法在异常的数据值处进行插值。 4.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，所述卷积神经网络CNN模块包括卷积层、池化层和全连接层。 5.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，所述卷积神经网络CNN模块的卷积层、池化层和全连接层处理过程如下：假设卷积神经网络CNN模块输入共有n个词，向量维度为m，则卷积层输入矩阵表示为Xn×m，卷积层使用多种卷积核获取多种数据特征；卷积后的特征信息cj输入池化层进一步压缩信息，最后进入全连接层融合特征信息，使用非线性函数softmax确定是否出现路基沉降风险。 6.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，所述基站为4G基站或5G基站。 7.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，所述远程云监测服务器还包括显示设备，通过显示设备显示相关采集数据的处理分析结果。 8.如权利要求1所述的一种基于多传感设施的路基沉降远程自动监测方法，其特征在于，通过远程云监测服务器设置静力水准仪沉降监测传感器和基于北斗定位技术的形变位移监测设备的数据采样频率以及完成所述静力水准仪沉降监测传感器和所述基于北斗定位技术的形变位移监测设备的时钟同步。 9.一种路基沉降远程自动监测系统，其特征在于，该系统包括多个静力水准仪沉降监测传感器、基于北斗定位技术的形变位移监测设备、数据采集网关、基站以及远程云监测服务器，其中所述基于北斗定位技术的形变位移监测设备包括全球导航卫星系统GNSS接收机，所述路基沉降远程自动监测系统用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储一个或多个程序，所述一个或多个程序使得计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
所属类别：	发明专利