申请/专利权人：中国水利水电科学研究院;北京新慧水利建筑有限公司

申请日：2021-07-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113506599B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F30/13;G06N3/0499;G06N3/084;G06Q10/0639;G06Q50/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.11.02#实质审查的生效;2021.10.15#公开

摘要：本发明公开了一种胶结坝数字化拌和与智能化动态调控系统，包括通过互联网相互连接的胶结坝工程现场边缘计算子系统、云端管理子系统以及拌和智能监控子系统。本发明采用胶结坝工程现场边缘计算子系统实时采集并存储胶结坝拌和生产过程中的各项数据，并对胶结坝拌和进行现场管控，采用云端管理子系统通过云计算架构对胶结坝拌和生产过程中的海量数据进行分析与存储，采用拌和智能监控子系统实时监控胶结坝拌和生产产量和配合比误差情况，评价拌和质量并对超过误差的配合比数据进行报警和及时调整，使得拌和后上坝的材料满足胶结坝的强度和安全需求，实现了拌和过程数字化和智能化调控。

主权项：1.一种胶结坝数字化拌和与智能化动态调控系统，其特征在于，包括通过互联网相互连接的胶结坝工程现场边缘计算子系统、云端管理子系统以及拌和智能监控子系统；所述胶结坝工程现场边缘计算子系统用于实时采集并存储胶结坝拌和生产过程中的各项数据，并对胶结坝拌和进行现场管控；所述云端管理子系统用于通过云计算架构对胶结坝拌和生产过程中的海量数据进行分析与存储；所述拌和智能监控子系统用于实时监控胶结坝拌和生产产量和配合比误差情况，评价拌和质量并对超过误差的配合比数据进行报警和及时调整，使得拌和后上坝的材料满足胶结坝的强度和安全需求；所述胶结坝工程现场边缘计算子系统包括坐标采集模块、砂砾石料场骨料采集模块、拌和状态采集模块、坝体施工现场环境采集模块以及胶结料施工状态采集模块；所述坐标采集模块用于采集胶结坝施工现场的平面坐标和高程数据、胶结坝坝体仓面号以及车载设备箱位置坐标，并通过网络传输至云端管理子系统；所述砂砾石料场骨料采集模块用于采集砂砾石料场的骨料含水率、含泥量、含砂率、石料针片状颗粒含量和骨料级配状态，并通过网络传输至云端管理子系统；所述拌和状态采集模块用于采集胶结坝拌和的物料类别、瞬时重量、实时胶结料配合比以及性能指标，并通过网络传输至云端管理子系统，所述性能指标包括粒度分形维数、引气剂掺量、减水剂掺量、胶结材料总量、粉煤灰用量、用水量、砂率和水胶比；所述坝体施工现场环境采集模块用于采集施工仓面的环境温度、湿度、风速、拌和料运输情况和仓面施工要求，并通过网络传输至云端管理子系统；所述胶结料施工状态采集模块用于采集胶结坝工程现场的仓面施工位置、拌合料的VC值和仓面压实度，并通过网络传输至云端管理子系统；所述拌和监控子系统包括配合比误差分析模块、拌和质量评价模块、警报模块以及拌和过程监控模块；所述配合比误差分析模块用于采用双强度和带控制配合比设计方法确定胶结坝的胶结料配合比控制范围，并根据实时胶结料配合比与胶结料配合比控制范围确定胶结坝的配合比误差情况；所述警报模块用于当胶结坝的配合比误差值超过设定阈值时进行报警，并反馈至胶结坝拌和生产系统进行故障检查和排除；所述拌和质量评价模块用于根据胶结坝拌和的性能指标，采用灰色关联法构建多因素对抗压强度的统计模型，并基于多因素对抗压强度的统计模型，采用经验公式或者BP神经网络对胶结坝的抗压强度进行预测，通过胶结坝的抗压强度评价拌和质量；所述拌和过程监控模块用于实时监控胶结坝拌和生产产量，生成拌和报告并展示拌和监控画面；所述采用灰色关联法构建多因素对抗压强度的统计模型的具体方法为：B1、以胶结坝的抗压强度为母序列X0＝{x0k}，以胶结坝拌和的性能指标为子序列Xi＝{xik}，i＝1,2,...,n，k＝1,2,...,m，m为胶结坝拌和的性能指标总数，n为相关因素组成的数据序列的个数；B2、对子序列中的元素进行初始化，得到初始化子序列元素x′ik： 其中表示子序列Xi的均值；B3、根据初始化子序列元素x′ik计算子序列与母序列对应元素的绝对差值Δ0ik：Δ0ik＝|x′0k-x′ik|其中x′0k表示满足最小强度要求的指标序列元素；B4、获取绝对差值最小值M1＝min|x′0k-x′ik|与绝对差值最大值M2＝max|x′0k-x′ik|；B5、根据绝对差值最小值M1和绝对差值最大值M2计算得到子序列与母序列对应元素的关联系数r0ik： 其中l为分辨系数，取值为0.5；B6、根据关联系数r0ik计算每个性能指标与抗压强度的灰色关联度rX0,Xi：rX0,Xi＝Σr0ikB7、将每个性能指标与抗压强度的灰色关联度rX0,Xi按从大到小的顺序进行排序，构建多因素对抗压强度的统计模型。

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