本發(fā)明涉及裝配式施工，更具體的說是涉及一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展、城鄉(xiāng)建設(shè)和民生改善作出了重要貢獻。但是，傳統(tǒng)建筑業(yè)普遍存在資源消耗大、污染排放高、生產(chǎn)效率低、安全風險大、質(zhì)量通病多等問題，在此背景下，以裝配式建筑模式為代表的新型建筑工業(yè)化正受到越來越多的關(guān)注。

2、裝配式建筑，即采用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工等先進技術(shù)，將裝配式預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn)，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝而成的建筑，與傳統(tǒng)建筑相比，在施工周期、資源消耗、節(jié)能環(huán)保等方面占據(jù)優(yōu)勢，因此在現(xiàn)代建筑中得到廣泛應(yīng)用。然而，在裝配式住宅建筑群的項目施工過程中，會受到很多外界因素的影響，如天氣等自然因素。其中，雨季會給安裝工程帶來不小的困難，組織雨季施工應(yīng)堅持預(yù)防為主的原則，施工前根據(jù)分項工程的施工特點，事先采取必要的防雨措施，加強現(xiàn)場和作業(yè)面的防水排水手段，以確保雨季施工正常進行，不受季節(jié)性氣候影響。

3、施工區(qū)域內(nèi)的排水系統(tǒng)是雨季施工的重要因素之一，若排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，施工過程中出現(xiàn)的排水不暢等問題會對施工進度造成很大影響。因此，如何確保土方開挖期間以及搶工大干期間地下降水措施完整、有效并滿足施工期間現(xiàn)場降排水的要求，降低降水對于基礎(chǔ)設(shè)施施工質(zhì)量及施工進度的影響，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法及系統(tǒng)，解決了背景技術(shù)存在的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，包括以下步驟：

4、采集當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)，構(gòu)建雨季降水預(yù)測模型并進行訓練，完成當前雨季降水量的預(yù)測；

5、基于當前雨季降水量和地勘資料，對裝配式住宅建筑群的不同樓座進行分區(qū)排水管理；

6、設(shè)計不同分區(qū)的水動力學仿真模型，通過數(shù)值模擬分析不同排水系統(tǒng)設(shè)計方案下的水動力過程，以最高排水效率對應(yīng)的排水系統(tǒng)設(shè)計方案為最優(yōu)方案，完成雨季施工的排水作業(yè)。

7、可選的，采集當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)，具體為：

8、基于施工區(qū)域所處地區(qū)內(nèi)的若干個觀測站點，獲取各觀測站點的原始降水數(shù)據(jù)；

9、對原始降水數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將逐日降水量超過預(yù)設(shè)閾值的日期判定為相應(yīng)觀測站點的有雨日，根據(jù)每年有雨日的逐日降水量形成每個觀測站點的雨季降水時間序列。

10、可選的，對原始降水數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，具體為：

11、對原始降水數(shù)據(jù)進行篩選，獲取包括站點編號、經(jīng)緯度、海拔高度、降水量、時間記錄以及氣溫、氣壓、相對濕度、風向和風速在內(nèi)的降水特征；

12、對篩選出的降水特征進行一致性檢查、異常值剔除以及缺失值填充，完成數(shù)據(jù)清洗；

13、采用最大最小值數(shù)據(jù)歸一法對清洗后的降水特征進行歸一化處理，消除各維數(shù)據(jù)數(shù)量級的差別。

14、可選的，雨季降水預(yù)測模型包括依次相連的輸入層、特征提取網(wǎng)絡(luò)、注意力網(wǎng)絡(luò)、輸出層；

15、特征提取網(wǎng)絡(luò)包括至少一個lstm層，用于對輸入層接收的數(shù)據(jù)進行特征提取，得到歷史時序特征；

16、注意力網(wǎng)絡(luò)包括若干個自注意力塊，用于對歷史時序特征進行注意力運算，得到目標注意力權(quán)重；

17、輸出層，用于將歷史時序特征與目標注意力權(quán)重進行加權(quán)求和，獲取目標時序特征。

18、可選的，雨季降水預(yù)測模型的訓練包括以下步驟：

19、將采集的當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)視為降水觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報，獲取同一時間段的降水預(yù)測數(shù)據(jù)；

20、根據(jù)觀測站點的位置，將降水預(yù)測數(shù)據(jù)進行區(qū)域劃分并與降水觀測數(shù)據(jù)進行匹配處理；

21、利用匹配數(shù)據(jù)對雨季降水預(yù)測模型進行迭代訓練，直至降水誤差符合預(yù)設(shè)誤差條件，得到訓練完成的雨季降水預(yù)測模型。

22、可選的，對裝配式住宅建筑群的不同樓座進行分區(qū)排水管理，具體為：

23、根據(jù)居民預(yù)計居住情況，綜合考慮裝配式住宅建筑群的總體規(guī)劃和地形，劃分排水分區(qū)；

24、根據(jù)劃分的排水分區(qū)，確定控制點和泵站的位置，根據(jù)當前雨季降水量選擇管道管徑，根據(jù)管道耗費資源對排水分區(qū)方案進行優(yōu)化，最終確定最佳排水分區(qū)方案。

25、可選的，設(shè)計不同分區(qū)的水動力學仿真模型，具體為：

26、對歷史降水數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)進行空間和時間上的對齊和同步，獲取耦合的多源數(shù)據(jù)，建立不同分區(qū)的三維水動力學仿真模型；

27、通過設(shè)置不同的降雨情景，模擬雨季降水引發(fā)的排水過程，采用有限元法求解三維水動力學仿真模型的方程，分析雨水在不同分區(qū)內(nèi)的傳播路徑、積水深度和流速變化。

28、可選的，最優(yōu)方案的獲取包括以下步驟：

29、將水動力學仿真模型輸出的排水數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維數(shù)據(jù)，通過ar設(shè)備將排水過程疊加在真實地形上；

30、利用水動力學仿真模型設(shè)計不同的排水系統(tǒng)，通過數(shù)字模擬運行，分析不同排水系統(tǒng)的水動力過程，獲取相應(yīng)的排水效率；

31、依照排水效率由高到低對排水系統(tǒng)設(shè)計方案進行排序，將排水效率最高的排水系統(tǒng)設(shè)計方案作為最優(yōu)方案。

32、一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水系統(tǒng)，應(yīng)用如上任一項所述的基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，包括依次連接的降水預(yù)測模塊、分區(qū)排水設(shè)計模塊和排水系統(tǒng)設(shè)計模塊；

33、降水預(yù)測模塊，用于采集當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)，構(gòu)建雨季降水預(yù)測模型并進行訓練，完成當前雨季降水量的預(yù)測；

34、分區(qū)排水設(shè)計模塊，用于根據(jù)當前雨季降水量和地勘資料，對裝配式住宅建筑群的不同樓座進行分區(qū)排水管理；

35、排水系統(tǒng)設(shè)計模塊，用于設(shè)計不同分區(qū)的水動力學仿真模型，通過數(shù)值模擬分析不同排水系統(tǒng)設(shè)計方案下的水動力過程，以最高排水效率對應(yīng)的排水系統(tǒng)設(shè)計方案為最優(yōu)方案，完成雨季施工的排水作業(yè)。

36、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法及系統(tǒng)，基于深度學習算法可以快速、準確預(yù)測當前雨季降水量，結(jié)合地勘資料可以獲取裝配式住宅建筑群的最優(yōu)分區(qū)排水方案，通過水動力學仿真模型可以分析不同排水系統(tǒng)設(shè)計條件下的排水過程，確定排水效率最高的設(shè)計方案，進而確保土方開挖期間以及搶工大干期間地下降水措施完整、有效并滿足施工期間現(xiàn)場降排水的要求，降低降水對于基礎(chǔ)設(shè)施施工質(zhì)量及施工進度的影響。

技術(shù)特征：

1.一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，采集當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)，具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，對原始降水數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，雨季降水預(yù)測模型包括依次相連的輸入層、特征提取網(wǎng)絡(luò)、注意力網(wǎng)絡(luò)、輸出層；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，雨季降水預(yù)測模型的訓練包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，對裝配式住宅建筑群的不同樓座進行分區(qū)排水管理，具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，設(shè)計不同分區(qū)的水動力學仿真模型，具體為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，最優(yōu)方案的獲取包括以下步驟：

9.一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水系統(tǒng)，應(yīng)用如權(quán)利要求1-8任一項所述的基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法，其特征在于，包括依次連接的降水預(yù)測模塊、分區(qū)排水設(shè)計模塊和排水系統(tǒng)設(shè)計模塊；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于最優(yōu)排水效率的施工區(qū)域排水方法及系統(tǒng)，涉及裝配式施工技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：采集當?shù)赜昙镜臍v史降水數(shù)據(jù)，構(gòu)建雨季降水預(yù)測模型并進行訓練，完成當前雨季降水量的預(yù)測；基于當前雨季降水量和地勘資料，對裝配式住宅建筑群的不同樓座進行分區(qū)排水管理；設(shè)計不同分區(qū)的水動力學仿真模型，通過數(shù)值模擬分析不同排水系統(tǒng)設(shè)計方案下的水動力過程，以最高排水效率對應(yīng)的排水系統(tǒng)設(shè)計方案為最優(yōu)方案，完成雨季施工的排水作業(yè)。本發(fā)明可以確保土方開挖期間以及搶工大干期間地下降水措施完整、有效并滿足施工期間現(xiàn)場降排水的要求，降低降水對于基礎(chǔ)設(shè)施施工質(zhì)量及施工進度的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：劉強,樊建偉,畢研濤,劉青,賈江輝,劉安陽,宋淼,張樂,黃鑫,王凡逸
受保護的技術(shù)使用者：中鐵十六局集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15