[发明专利]一种基于智能学习的大体积混凝土温控方法

说明书

本发明公开了一种基于智能学习的大体积混凝土温控方法。所述方法包括：步骤S1：采集大体积混凝土的原始数据；步骤S2：对原始数据进行预处理以形成数据仓库；步骤S3：依据任务从数据仓库中读取相关数据；步骤S4：利用多种算法进行数据挖掘分析，使系统能够基于输入数据不断进行智能学习；步骤S5：数据挖掘结果的分析利用，包括目标温控曲线的智能寻优、实际温控曲线的智能预测、通水换热措施的智能控制和保温散热措施的智能反馈；步骤S6：大体积混凝土的温度状态朝着最优方向发展，开始新的监控循环。通过采用该方法，可实现对混凝土温度的闭环智能控制，同时实现目标温控曲线生成、实际温控曲线预测及″内通水外保温″联控，可显著提高温控质量和效率，降低大体积混凝土开裂风险。

【技术领域】

本发明属于大体积混凝土温控防裂领域，尤其涉及一种基于智能学习的大体积混凝土温控方法。

【背景技术】

60年来，世界坝工界针对大坝安全开展了广泛的调查研究，也取得了丰富的成果。但是直到现在还是出现″无坝不裂″的局面，大坝温控防裂是当代设计中的难点，瓶颈点，关系到水工结构设计精细化问题，关系到高拱坝的长期运行安全与稳定。要改变这种″无坝不裂″局面，在浇筑阶段对混凝土进行通水换热(冷却)温度智能控制，真正做到从开始就不出现损伤裂缝是关键。通水冷却第一次在水利工程领域中的正式应用源于20世纪30年代，1933年美国胡佛大坝(Hoover dam)首次在大体积混凝土内全面预埋通水冷却水管，获得较理想的温控防裂效果。随后，通水冷却以其灵活性、可靠性及多用性等特点，在世界各国混凝土坝施工中广泛应用。我国在1955年修建第一座混凝土拱坝-响洪甸拱坝时，首次采用了预埋冷却水管，获得了不错的防裂效果。随后，在周公宅拱坝、二滩拱坝、索风营碾压混凝土坝、三峡大坝、龙滩碾压混凝土重力坝、拉西瓦拱坝、锦屏一级拱坝与小湾拱坝等众多大型工程中得到了广泛应用。

随着网络信息技术、自动化控制技术的发展，近年来，通水冷却已经逐步由传统的人工模式逐步向自动化、智能化的方向迈进，并得到广泛应用。由清华大学林鹏、李庆斌等人研发的大体积混凝土通水冷却智能温度控制方法与系统已经在溪洛渡局部应用的基础上，在白鹤滩、乌东德等世界大型工程中全面应用，并取得了良好的温控效果；水科院张国新、李松辉等研究的大体积混凝土防裂智能监控系统也在黄登大坝中得到应用；葛洲坝王衡、谭恺炎等研制的大体积混凝土冷却通水智能控制系统在锦屏一级中得到应用，温控施工技术和施工质量都得到了显著提升。

采用冷却水管冷却混凝土的主要目标是使混凝土内部温度均匀平稳地下降并在预期时间内达到控制目标温度，由于混凝土的传热性能并不好，所以混凝土温度的滞后性很大，此外，混凝土的温度发展历程还受到周边散热边界条件的影响，如气温、日照和相邻混凝土的浇筑等边界条件的变化，需要在内部通水冷却的同时进行外部散热边界的保温控制，从而实现内外联控，降低大坝开裂风险。为了解决上述问题，清华大学于2012年在国内申请专利CN201210289192.3，提出一种在建大坝混凝土智能温度控制方法及系统，能够依据预设目标温控曲线以及混凝土的实际温度变化历程动态调整通水流量与水温等，从而使混凝土温度发展历程满足设计要求；中国水利水电科学研究院于2011年在国内申请专利CN201110399271.5，提出一种混凝土坝的温控防裂监测方法，主要采用了支持向量机模型和仿真分析的方法，实现了混凝土温度场及温度应力的预测预警功能；之后中国水利水电科学研究院于2013年在国内申请专利CN201310716982.X，提出一种大体积混凝土的智能通水方法，该方法将含气象、水文、材料、施工信息的历史数据存储到数据库，作为基础数据资料，采用有限元方法确定不同分区混凝土的理想温度过程线；根据步骤实时水温、流量、混凝土内部温度、天气预报及理想温度过程线计算各仓下一阶段的通水冷却流量；将通水冷却流量的指令下达至通水系统，完成通水冷却流量的自动调控。