本發(fā)明涉及建筑工程領域，具體是指一種基于物聯網的超高牛腿柱施工狀態(tài)實時監(jiān)測與調控方法。

背景技術：

1、目前，超高牛腿柱的施工狀態(tài)監(jiān)測主要依賴于人工巡檢和定期檢測，這種方法存在時間滯后、數據不準確、響應速度慢等問題。同時，現有的監(jiān)測系統(tǒng)大多只能提供單一的數據采集功能，缺乏對數據的有效處理和智能分析，無法實現對施工狀態(tài)的實時監(jiān)測與調控。

2、例如，公開號cn116188331b提出了一種建設工程施工狀態(tài)變化監(jiān)測方法及系統(tǒng)，雖然該系統(tǒng)能夠采集施工狀態(tài)數據，但缺乏對數據的深入處理和智能分析，無法有效識別異常數據并生成調控指令。此外，該系統(tǒng)在數據傳輸和指令反饋方面也存在不足，無法實現實時、準確的調控。

技術實現思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是：(1)數據采集和處理能力有限，無法實現對施工狀態(tài)的實時監(jiān)測；(2)缺乏智能分析算法，無法有效識別異常數據并生成調控指令；(3)數據傳輸和指令反饋機制不完善，無法實現實時、準確的調控。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為：一種基于物聯網的超高牛腿柱施工狀態(tài)實時監(jiān)測與調控方法，包括：

3、s1、通過物聯網服務器獲取施工狀態(tài)數據，經預處理后導入檢測算法；

4、s2、檢測算法識別出異常數據并導入評估算法，異常數據為超出設定范圍或異常波動的數據點；

5、s3、評估算法實時評估施工狀態(tài)并生成調控指令，調控指令經物聯網服務器反饋至前端自動化設備進行參數調整。

6、進一步的，施工狀態(tài)數據通過部署在超高牛腿柱施工現場的各類傳感器實時上傳，傳感器包括應力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器，各類傳感器均通過基于tcp/ip安全傳輸協(xié)議的信道與物聯網服務器連接。

7、進一步的，s1中，施工狀態(tài)數據預處理步驟具體包括：

8、s1.1、格式轉化；

9、s1.2、選定施工狀態(tài)數據包含的時間戳、傳感器類型、測量值、單位，使用正則表達式解析出各個字段的值；

10、s1.3、將提取出的字段值轉換為配套的數據類型映射到json對象中，完成轉化；

11、s1.4、驗證轉換后的數據是否符合預期格式和范圍，是則存儲到計算機可讀存儲介質中，否則拋出異常。

12、進一步的，s2中，檢測算法步驟具體包括：

13、s2.1、計算均值及標準差；

14、s2.2、根據3σ原則，確定正常數據范圍；

15、s2.3、遍歷數據集，檢查每個數據點是否位于正常數據范圍內，在原始數據集中進行標記異常數據。

16、進一步的，s3中，評估算法步驟具體包括：

17、s3.1、基于異常數據的統(tǒng)計特征進行初步分類，如果異常數據是單一數據點超出設定范圍，則判斷為“輕微異常”，如果多個連續(xù)數據點超出設定范圍或異常波動，則判斷為“嚴重異?！?；

18、s3.2、將數據導入異常指數公式，通過加權求和的指標公式量化異常數據的嚴重程度；

19、s3.2、根據異常指數的值，對施工狀態(tài)進行分類，如果異常指數<t1，則施工狀態(tài)為“正?！保蝗绻鹴1≤異常指數＜t2，則施工狀態(tài)為“警告”；如果異常指數≥t2，則施工狀態(tài)為“緊急”；

20、s3.3、根據施工狀態(tài)分類結果，生成相應的調控指令，如果施工狀態(tài)為“正?！?，則不生成調控指令；如果施工狀態(tài)為“警告”，則生成“注意監(jiān)控”或“輕微調整參數”的指令；如果施工狀態(tài)為“緊急”，則生成“立即停機檢查”或“大幅度調整參數”的指令。

21、進一步的，s3中，調控指令的反饋步驟具體包括：

22、s3.4、將調控指令表示為c，c包含具體的設備id、需要調整的參數名稱、目標值信息，其中c是一個包含指令內容和參數調整信息的字符串或數據結構。

23、s3.5、對調控指令進行編碼和打包，處理過程表示為encoded_c＝encode(c)，其中encode是一個編碼函數，它將調控指令轉換為適合網絡傳輸的格式；

24、s3.6、將編碼后的調控指令通過網絡傳輸至物聯網服務器，傳輸過程可以表示為send(encoded_c,server_address)，其中send是一個發(fā)送函數，server_address是物聯網服務器的地址；

25、s3.7、物聯網服務器接收并解析調控指令，解析過程表示為decoded_c＝decode(encoded_c)，其中decode是一個解碼函數，它將接收到的編碼指令encoded_c還原為原始調控指令c；

26、s3.8、物聯網服務器解析調控指令c，并根據指令中的設備id信息找到對應的前端自動化設備，匹配過程表示為device＝match(c,device_list)，其中match是一個匹配函數，device_list是前端自動化設備的列表；

27、s3.9、物聯網服務器將調控指令發(fā)送至匹配到的前端自動化設備，發(fā)送過程表示為sendtodevice(c,device)，其中sendtodevice是一個發(fā)送函數，它將調控指令c發(fā)送至匹配到的設備device；

28、s3.10、前端自動化設備接收并解析調控指令，然后根據指令內容調整設備參數，但執(zhí)行過程表示為execute(c)，其中execute是一個執(zhí)行函數，它根據調控指令c中的參數調整信息對設備進行相應操作；

29、s3.11、前端自動化設備在執(zhí)行完調控指令后，可以將執(zhí)行結果反饋回物聯網服務器，執(zhí)行過程表示為feedback＝executeresult(c)，其中executeresult是一個函數，它返回調控指令c的執(zhí)行結果。

30、進一步的，還提供了一種基于物聯網的超高牛腿柱施工狀態(tài)實時監(jiān)測與調控系統(tǒng)，包括數據采集模塊、數據處理模塊、檢測算法模塊、評估算法模塊、指令生成與反饋模塊、前端自動化設備接口模塊，：

31、數據采集模塊負責從部署在超高牛腿柱施工現場的應力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等收集實時施工狀態(tài)數據，傳感器通過tcp/ip安全傳輸協(xié)議與物聯網服務器連接，形成穩(wěn)定的數據采集網絡，傳感器數據直接上傳至物聯網服務器，供后續(xù)處理；

32、數據處理模塊對施工狀態(tài)數據進行預處理，包括格式轉化、字段解析、數據類型映射及數據驗證，該模塊作為數據處理中心，接收原始數據并輸出格式化、驗證后的數據，接收數據采集模塊的數據，處理后將結果傳遞給檢測算法模塊；

33、檢測算法模塊識別異常數據，包括超出設定范圍或異常波動的數據點，基于3σ原則實現異常檢測，接收數據處理模塊的數據，標記異常數據后傳遞給評估算法模塊；

34、評估算法模塊根據異常數據評估施工狀態(tài)，生成調控指令，包含初步分類、異常指數計算、施工狀態(tài)分類及調控指令生成子模塊，接收檢測算法模塊的數據，評估后生成調控指令傳遞給指令生成與反饋模塊；

35、指令生成與反饋模塊將調控指令編碼、打包并發(fā)送至物聯網服務器，再轉發(fā)至前端自動化設備，同時接收執(zhí)行結果反饋，包含指令編碼、打包、發(fā)送、解析、匹配、執(zhí)行結果接收功能，與物聯網服務器、前端自動化設備形成閉環(huán)交互，確保指令準確傳達與執(zhí)行；

36、前端自動化設備接口模塊接收物聯網服務器轉發(fā)的調控指令，解析并執(zhí)行，調整設備參數，作為前端自動化設備的通信接口，支持多種通信協(xié)議與設備交互，與指令生成與反饋模塊通過物聯網服務器實現數據交換，執(zhí)行調控指令后反饋執(zhí)行結果。

37、進一步的，數據采集模塊與數據處理模塊間通過物聯網服務器實現數據上傳與接收，確保數據實時性；數據處理模塊輸出格式化數據后，檢測算法模塊直接讀取并進行分析；檢測算法模塊標記異常數據后，評估算法模塊利用這些數據進行施工狀態(tài)評估；評估算法模塊生成調控指令后，指令生成與反饋模塊負責編碼、打包并發(fā)送指令，指令通過物聯網服務器轉發(fā)至前端自動化設備，同時接收執(zhí)行結果反饋；物聯網服務器作為中轉站，實現指令的接收、解析與轉發(fā)，以及執(zhí)行結果的回傳。

38、進一步的，還提供了一種計算機可讀存儲介質，存儲介質存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現上述權利要求1-6任一項的方法。

39、進一步的，還提供了一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行程序時實現上述權利要求1-6任一項的方法。

40、本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于：(1)實時監(jiān)測與調控：通過物聯網技術和智能算法實現對超高牛腿柱施工狀態(tài)的實時監(jiān)測與智能調控，提高了施工安全性和效率；(2)數據準確性高：采用多種傳感器和tcp/ip安全傳輸協(xié)議，確保數據的準確性和完整性。同時，通過數據處理模塊對數據進行預處理，進一步提高了數據的準確性；(3)智能分析能力強：基于3σ原則的檢測算法和評估算法能夠有效識別異常數據并生成調控指令，實現了對施工狀態(tài)的智能分析；(4)指令反饋機制完善：指令生成與反饋模塊和前端自動化設備接口模塊形成了閉環(huán)交互機制，確保調控指令的準確傳達與執(zhí)行。