融合多源变形数据的可视化与监测预警平台设计与实现
这是一篇关于变形监测,数据存储,三维可视化,循环神经网络,预警分析的论文, 主要内容为由于工业化和城市化的迅速发展,人类对自然界的过量开发和改造,导致各种自然灾害频繁发生,严重危害了人民生命财产安全。通过使用各种测量仪器和测量方法对变形体进行变形监测,可以有效的预知物体变形规律,提出预报以便相关人员及时做出预案措施,防止灾害的发生。而随着科技的发展,变形监测的技术手段也在不断更新,单一的变形监测技术存在一定局限性,已无法满足相关单位的需求。多种变形监测技术的融合,获取的数据往往具有多源、海量的特点,难以管理。因此,构建一个融合多源数据的变形监测平台,对多种变形监测数据进行存储、管理、可视化分析以及预警,可以帮助人们更有效的掌控被监测区域的整体状况,服务决策。为了使提出的多源变形数据监测平台构建方案更好的适应多种工程化应用,本文将以点状的GPS监测和面状的In SAR监测数据为例。针对平台构建过程中存在的技术问题,本文主要研究内容如下:(1)针对变形监测平台中频繁的大规模数据I/O问题,从My SQL数据库自身程序出发,根据主从分离、分库分表、索引创建和SQL语句优化四种数据库优化技术理论,同时结合系统运行的实际I/O需求,组织并优化了多源变形监测数据的存储,经过实验证明,优化后的系统I/O效率显著提升,能够确保系统高效运行。并以此为基础,通过将Cesium三维开源框架、Geoserver地图服务器与主流Web前后端开发技术集成,实现变形监测场景、大规模变形监测数据等GIS数据的快速加载与三维可视化,提供一套较为完善的可视化方案以适用于多种变形监测场景。(2)针对InSAR技术无法在线监测的问题,结合Attention机制和GRU提出ATTE-GRU神经网络模型对大范围In SAR变形数据进行整体预测,并通过与传统模型进行实验对比分析,结果表明其单步预测精度符合现有In SAR数据处理规范的精度要求,且各项精度评价指标相对最优。最后将预测算法作为脚本集成到系统后端框架中,创建大范围In SAR变形监测预测接口,结合预警人/预警参数功能构建一种基于循环神经网络的In SAR变形监测实时预警模式。(3)经过对系统需求的整体分析和多种技术的对比,确定平台的前端、后端、数据库以及三维GIS功能的整体架构。设计并开发了一个集成项目管理、数据管理、数据可视化、统计分析和预警分析管理等多功能、多源的变形监测在线可视化Web平台。图61幅,表10个,参考文献63篇
隧道衬砌八节点等参数单元程序开发
这是一篇关于仿真计算软件开发,八节点等参数单元,误差控制,徐变模型,变形监测的论文, 主要内容为随着城市化的加速,交通压力日益增大,需要更多的隧道来缓解交通拥堵。然而,尽管隧道工程得到了前所未有的发展,隧道设计和施工中仍存在研究不充分和相配套仿真软件使用不便的问题。针对隧道工程的线性和非线性有限元计算理论进行分析研究,依据有限元中等参数单元的特性提出八节点等参数单元对隧道衬砌结构的高精度仿真分析方法,解决隧道衬砌设计中精度误差的问题,并开发具有自主产权的隧道衬砌仿真计算软件。本文主要研究八节点等参数单元在隧道设计中的有限元仿真模拟程序的开发。通过对隧道不同工况下荷载的研究,分析了普氏理论、太沙基理论和《隧规》推荐方法的基本原理和适用条件,提出了浅埋、深埋及小净距隧道围岩压力合理计算方法。同时,为满足更多施工工况需求,明确了水压力和混凝土徐变本构关系计算方法,提供更贴近真实情况的有限元计算参数以便于建立仿真模型。在有限元计算程序设计阶段,充分考虑隧道断面的曲边构造,引入八节点等参数单元在分析曲边问题上具有单元使用量少、精度高的优势,针对隧道设计中采用矩形单元和梁单元进行有限元仿真分析,提出将隧道设计与八节点等参数单元结合,进而优化了分析过程和结果。在设计徐变模型的等参元程序时,采用增量法作为徐变计算方法,进一步提高仿真性。此外,在有限元编程时刚度矩阵变带宽存储方法,并给出了相关子程序的代码。通过结合理论算例,将理论计算与程序计算结果进行对比;使用商业有限元软件采用多层直边单元对隧道断面进行模拟,收集模型的力学信息与程序计算结果进行对比;同时,还对实际工程变形监测数据进行了统计,验证了程序徐变计算的准确性。文中利用有限单元法中小片检验的原理进行了计算,并将计算结果与理论算例、有限元模型计算以及实际工程监测数据进行了比对验证,程序计算得到的数据与以上三种类型的数据误差控制在10%以内,符合误差要求,证明了程序的理论公式和数学方法基本正确,并具备使用价值;为对程序验证时收集了实际工程中完整周期的衬砌变形监测数据,收集方式科学合理,数据内容可靠有效,这套数据对隧道衬砌变形深入研究具有较高使用价值。
核电站变形监测信息管理系统设计与实现
这是一篇关于核电站,变形监测,数据管理,SSM,分析预报,数据迁移的论文, 主要内容为核电站的安全、稳定运行对于我国的电能生产、国民安全有着重大意义,核电站重要构筑物的变形监测、沉降规律、预测预警研究对于核电站的安全运营、电厂延寿、建立核电工程构筑物沉降测量规范等都有积极的作用。由于缺乏统一规划,各核电站形成了“数据孤岛”,随着大数据时代的来临,将核电系统内多个核电站的变形监测数据进行共享及更新,发掘并利用大量监测数据的内在规律,对于整个核电生态的维护显得愈发重要。为了将多个核电站的监测数据进行统一管理、分析和评估,能更好地为核电的安全运营提供科学的数据支撑,本文在结合各核电站原有的构筑物变形监测管理系统的基础上,设计开发了一套采用Browser/Server结构的核电站变形监测信息管理系统,并针对监测数据分析、预报展示、对比评估和报告生成等功能进行开发研究。主要的研究工作如下:论文首先分析了现有核电站变形监测数据处理体系的基本特点,针对体系中存在的不足,提出了建设统一管理各核电站监测数据的信息系统的必要性和系统设计需求,设计了系统管理、核电站管理和数据分析三大功能模块。基于Web开发技术,采用Spring+Spring MVC+Mybatis开发框架,结合Java Script、HTML、CSS等前端开发技术对本文核电站变形监测信息管理系统进行了总体设计和框架搭建。使用基于JDBC和XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)的数据库迁移技术,实现了将监测数据从各核电站源数据库同步更新至本平台的跨平台融合,为监测数据的分析和利用奠定了数据基础。结合成熟的数据分析和预测模型,变形评估模型和图表处理技术,对监测数据分析、预报展示、对比评估和报告生成功能进行了开发。
融合多源变形数据的可视化与监测预警平台设计与实现
这是一篇关于变形监测,数据存储,三维可视化,循环神经网络,预警分析的论文, 主要内容为由于工业化和城市化的迅速发展,人类对自然界的过量开发和改造,导致各种自然灾害频繁发生,严重危害了人民生命财产安全。通过使用各种测量仪器和测量方法对变形体进行变形监测,可以有效的预知物体变形规律,提出预报以便相关人员及时做出预案措施,防止灾害的发生。而随着科技的发展,变形监测的技术手段也在不断更新,单一的变形监测技术存在一定局限性,已无法满足相关单位的需求。多种变形监测技术的融合,获取的数据往往具有多源、海量的特点,难以管理。因此,构建一个融合多源数据的变形监测平台,对多种变形监测数据进行存储、管理、可视化分析以及预警,可以帮助人们更有效的掌控被监测区域的整体状况,服务决策。为了使提出的多源变形数据监测平台构建方案更好的适应多种工程化应用,本文将以点状的GPS监测和面状的In SAR监测数据为例。针对平台构建过程中存在的技术问题,本文主要研究内容如下:(1)针对变形监测平台中频繁的大规模数据I/O问题,从My SQL数据库自身程序出发,根据主从分离、分库分表、索引创建和SQL语句优化四种数据库优化技术理论,同时结合系统运行的实际I/O需求,组织并优化了多源变形监测数据的存储,经过实验证明,优化后的系统I/O效率显著提升,能够确保系统高效运行。并以此为基础,通过将Cesium三维开源框架、Geoserver地图服务器与主流Web前后端开发技术集成,实现变形监测场景、大规模变形监测数据等GIS数据的快速加载与三维可视化,提供一套较为完善的可视化方案以适用于多种变形监测场景。(2)针对InSAR技术无法在线监测的问题,结合Attention机制和GRU提出ATTE-GRU神经网络模型对大范围In SAR变形数据进行整体预测,并通过与传统模型进行实验对比分析,结果表明其单步预测精度符合现有In SAR数据处理规范的精度要求,且各项精度评价指标相对最优。最后将预测算法作为脚本集成到系统后端框架中,创建大范围In SAR变形监测预测接口,结合预警人/预警参数功能构建一种基于循环神经网络的In SAR变形监测实时预警模式。(3)经过对系统需求的整体分析和多种技术的对比,确定平台的前端、后端、数据库以及三维GIS功能的整体架构。设计并开发了一个集成项目管理、数据管理、数据可视化、统计分析和预警分析管理等多功能、多源的变形监测在线可视化Web平台。图61幅,表10个,参考文献63篇
隧道衬砌八节点等参数单元程序开发
这是一篇关于仿真计算软件开发,八节点等参数单元,误差控制,徐变模型,变形监测的论文, 主要内容为随着城市化的加速,交通压力日益增大,需要更多的隧道来缓解交通拥堵。然而,尽管隧道工程得到了前所未有的发展,隧道设计和施工中仍存在研究不充分和相配套仿真软件使用不便的问题。针对隧道工程的线性和非线性有限元计算理论进行分析研究,依据有限元中等参数单元的特性提出八节点等参数单元对隧道衬砌结构的高精度仿真分析方法,解决隧道衬砌设计中精度误差的问题,并开发具有自主产权的隧道衬砌仿真计算软件。本文主要研究八节点等参数单元在隧道设计中的有限元仿真模拟程序的开发。通过对隧道不同工况下荷载的研究,分析了普氏理论、太沙基理论和《隧规》推荐方法的基本原理和适用条件,提出了浅埋、深埋及小净距隧道围岩压力合理计算方法。同时,为满足更多施工工况需求,明确了水压力和混凝土徐变本构关系计算方法,提供更贴近真实情况的有限元计算参数以便于建立仿真模型。在有限元计算程序设计阶段,充分考虑隧道断面的曲边构造,引入八节点等参数单元在分析曲边问题上具有单元使用量少、精度高的优势,针对隧道设计中采用矩形单元和梁单元进行有限元仿真分析,提出将隧道设计与八节点等参数单元结合,进而优化了分析过程和结果。在设计徐变模型的等参元程序时,采用增量法作为徐变计算方法,进一步提高仿真性。此外,在有限元编程时刚度矩阵变带宽存储方法,并给出了相关子程序的代码。通过结合理论算例,将理论计算与程序计算结果进行对比;使用商业有限元软件采用多层直边单元对隧道断面进行模拟,收集模型的力学信息与程序计算结果进行对比;同时,还对实际工程变形监测数据进行了统计,验证了程序徐变计算的准确性。文中利用有限单元法中小片检验的原理进行了计算,并将计算结果与理论算例、有限元模型计算以及实际工程监测数据进行了比对验证,程序计算得到的数据与以上三种类型的数据误差控制在10%以内,符合误差要求,证明了程序的理论公式和数学方法基本正确,并具备使用价值;为对程序验证时收集了实际工程中完整周期的衬砌变形监测数据,收集方式科学合理,数据内容可靠有效,这套数据对隧道衬砌变形深入研究具有较高使用价值。
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