[发明专利]埋地管线沉降监测预警方法

说明书

本发明公开了一种埋地管线沉降监测预警方法，包括：建立埋地管线沉降监测网，采集沉降区域和埋地管线的数据，以构建沉降安全监测数据库；对沉降安全监测数据库中的N个观测向量进行预处理，得到N个沉降安全监测特征向量，N个沉降安全监测特征向量构成沉降安全监测特征库；利用沉降安全监测特征库构建级联深度径向网络，建立埋地管线沉降监测预警模型；根据埋地管线沉降监测预警模型对地面沉降引发的埋地管线危险状态进行预警。相比于现有技术，本发明的技术方案通过埋地管线沉降安全监测网构建、数据采集、模型建立、训练和监测应用的过程，实现了有效的埋地管线沉降监测预警。

技术领域

本发明涉及监测预警领域，特别是涉及一种埋地管线沉降监测预警方法。

背景技术

城市埋地管线是城市重要的基础设施，是城市各功能区有机连接和运转的生命线，一旦发生泄漏，将造成严重的经济损失和安全隐患。在工程实践中，地面沉降是引起埋地管线泄漏的重要因素之一，而随着城市化进程的加速，地面沉降影响的区域越来越广，沉降恶化速度也越来越快。地面沉降对埋地管线的影响日益严重，已成为埋地管线主要的失效诱因。当管线支撑随着地面发生沉降时、管线应力发生变化，从而引起管线变形，进而引发管线开裂，甚至断裂。现有的沉降监测方法主要是对地面沉降进行监测，难以有效评估地面沉降对管线安全性的具体影响。因此现有技术对埋地管线的泄漏检测具有滞后性，只有泄漏发生后才能触发报警。

鉴于此，本发明的目的在于提供一种埋地管线沉降监测预警方法，实时监测分析地面沉降对埋地管线的影响，一旦监测到管线处于危险状态即发出预警，通知专业人员进行维护和检修，避免管线失效和安全事故的发生，从而有效保障埋地管线的安全运行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种埋地管线沉降监测预警方法，以缓解现有技术存在的问题。

一种埋地管线沉降监测预警方法，包括：建立埋地管线沉降监测网，采集沉降区域和埋地管线的数据，以构建沉降安全监测数据库；对沉降安全监测数据库中的N个观测向量进行预处理，得到N个沉降安全监测特征向量，N个沉降安全监测特征向量构成沉降安全监测特征库；利用沉降安全监测特征库构建级联深度径向网络，建立埋地管线沉降监测预警模型；根据埋地管线沉降监测预警模型对地面沉降引发的埋地管线危险状态进行预警。

进一步地，包括：沉降区域的数据包括土壤特性、地面沉降速率和累计沉降量；埋地管线数据包括材质、管径、壁厚、长度、埋深、服役年限、管线内压、外压、内温、外温和管线应变量。

进一步地，对N个观测向量进行预处理的方法，包括：对沉降安全监测数据库中N个观测向量进行联合单位编码处理后，形成矩阵M，对M的列向量进行去量纲化处理，及对M的行向量进行向中心化处理后形成沉降安全监测特征库，沉降安全监测特征库的N个行向量为沉降安全监测特征向量。

进一步地，建立埋地管线沉降监测预警模型的方法，包括：将N个沉降安全监测特征向量对应的管线应变量进行0-1标准化处理后，形成管线应变特征向量；将N个沉降安全监测特征向量、管线应变特征向量和网络拟合误差构建单层径向神经网络；将单层径向神经网络、深度训练步长和误差目标构建级联深度径向神经网络；级联深度径向神经网络训练完成后，得到埋地管线沉降监测预警模型。

进一步地，根据埋地管线沉降监测预警模型对地面沉降引发的埋地管线危险状态进行预警的方法，包括：根据埋地管线沉降监测预警模型和实际观测得到的沉降安全监测特征向量，预测管线应变量属于安全形变或危险形变，以预警埋地管线危险状态。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明提出的技术方案根据大数据分析和机器学习的方法，建立埋地管线沉降监测预警模型，实时监测分析地面沉降对管道安全性的影响，对危险状态进行预警。通过埋地管线沉降安全监测网构建、数据采集、模型建立、训练和监测应用的过程，实现了有效的埋地管线沉降监测预警。