申请/专利权人：河海大学;水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

申请日：2024-02-07

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117725538B

主分类号：G06F18/2433

分类号：G06F18/2433;G06F18/23;G06F18/22;G06Q50/06;G06Q50/08;G01D21/02;G06F123/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明公开了一种水闸变形多测点联合诊断系统及方法，该系统包括数据采集模块、数据库模块、聚类分区模块和诊断分析模块；数据采集模块用于收集水闸上下游水位、水闸建筑物混凝土内部温度、水温和结构变形数据；数据库模块用于存储数据采集模块的监测数据；聚类分区模块用于分析各变形测点的变化特征，并划分水闸为不同的区域；诊断分析模块包括单测点诊断分析和多测点联合诊断分析两个子模块，多测点联合诊断分析子模块用于融合区域内多个测点的诊断结果，并对区域变形性态进行综合诊断。该系统智能化程度高，对水闸健康状态诊断精准，解决了传统单测点方法易受偶然因素影响、诊断准确率性差等问题，有效避免了对水闸变形性态的误判。

主权项：1.水闸变形多测点联合诊断系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数据库模块、聚类分区模块和诊断分析模块；所述数据采集模块用于监测水温、水闸上下游水位、水闸建筑物混凝土内部温度和各测点结构变形数据；所述数据库模块用于存储数据采集模块所采集的数据，包括不同时刻下的水温、水闸建筑物混凝土内部温度、水闸上下游水位和各测点变形值数据；所述聚类分区模块用于分析各测点的变化特征，并根据变化特征对水闸的测点进行聚类分区，将变化规律相似、对荷载具有同质响应的测点划为同一区域；所述诊断分析模块包括单测点诊断分析子模块和多测点联合诊断分析子模块，单测点诊断分析子模块用于分析局部单一测点的变形性态，多测点联合诊断分析子模块用于融合区域内多个测点的诊断结果，对区域变形性态进行综合诊断；单测点变形诊断具体步骤如下：针对某一测点变形监测数据，利用水闸上游水位H、下游水位h、水温T1、水闸建筑物混凝土温度T2以及运行累计天数l建立水闸变形统计回归模型，如公式（1）所示； 1式中，为模型预测值；、分别为水闸上游、下游水位因子的回归系数；k为水闸上游、下游水位的幂次方阶数；为温度因子回归系数，q为温度传感器编号；θ表示起测日至观测当天的累计天数l除以100，即观测时间每增加一天，θ增加0.01；、表示时效因子回归系数，d为常数；利用公式（1）计算t时刻下预测值与实测值的差值，求解序列的标准差S；当某一时刻t下的实测值落在范围内时，表明水闸变形是正常的；当某一时刻t下的实测值落在范围外时，表明此时刻下水闸变形处于异常状态；多测点变形联合诊断具体步骤如下：对于聚类分区后的某一区域，利用单测点诊断方法对区域内的所有测点进行分析，得到各测点的诊断结果；联合区域内各测点的诊断结果对该区域变形性态进行诊断，具体分为以下几种情况：1）当区域内所有测点在各时刻下的诊断结果均为正常时，则认为该区域处于正常运行状态；2）当t1时刻下某一测点的诊断结果为异常时，此时需要结合区域内其它测点状态进行联合诊断，具体为：①若t1时刻，其它测点诊断结果也同步异常，或者多数测点同时出现异常，表明水闸结构出现了异常变形；②若t1时刻，其它测点诊断结果未出现异常，或者仅局部测点出现异常时，表明局部测点的异常很可能为偶然因素引起的，此时需要增加监测频率，进一步跟踪核实。

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