基坑安全监测云平台的应用研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 1 基坑安全监测云平台的应用研究 邹艺滨 厦门兴才职业技术学院，福建 厦门 361024 摘要：摘要：随着经济发展，城市建设规模的扩大，基坑工程数量也日益增多，基坑事故的发生率也随之上升。为保障基坑工程施工安全，需对基坑周边环境进行实时监测。但在传统监测系统中，监测数据存储、分析等仍需要大量人工参与，监测效率低、成本高。随着云计算、物联网、大数据等信息技术的发展，可借助云平台实现对数据的智能分析，对异常数据进行预警，为基坑工程施工提供有力的技术支撑。本文将云计算与物联网技术相结合，搭建基坑安全监测云平台，对基坑安全状态进行实时监测。通过该平台可以提高监测效率、降低成本、增强预警效果。关键词：关键词：基坑安全监测；云平台；应用研究 中图分类号：中图分类号：TU753 0 引言 基坑安全监测云平台是以基坑为管理对象，以信息技术为支撑，以云计算为手段，对基坑工程安全、环境、质量、进度等进行综合管理的信息化系统。该系统是一种集管理、监测、预警与信息服务于一体的基坑安全信息化管理平台。通过该平台对基坑工程实施动态监测，能够及时发现和处理预警信息，同时对基坑施工过程中的各重要参数进行实时监测，确保工程施工安全。1 基坑安全监测的科学意义 在基坑工程施工中，施工人员应严格按照规范要求进行施工，以确保工程的施工安全。但是在实际工作中，由于基坑开挖深度大，周边环境复杂，基坑工程安全受到一定影响。在基坑施工过程中，如出现任何事故，都会对周边建筑物、地下管线等造成不同程度的破坏。因此，为保障基坑工程施工安全，应加强对周边环境的实时监测。传统的基坑监测主要是对基坑支护结构、周边环境等进行监测，利用测量仪器对基坑内部沉降、变形等进行测量1。但由于监测项目较多、数据量较大，且人工监测效率较低、成本较高。因此，需借助信息化技术，利用先进的设备及软件系统进行基坑监测。在信息化技术支持下，可提高监测效率、降低成本、增强预警效果。信息化技术可以通过各种传感器对基坑内部的变形和周围环境进行实时监控，将采集的数据传输至云平台中进行存储、分析。根据收集到的数据可实现对异常数据的智能分析，对异常数据进行预警。在事故发生前提前做好应对措施，有效避免事故发生。信息化技术的应用不仅可以减少人力成本、降低环境污染等问题，还能提高监测效率、增强预警效果。（1）提高监测效率 传统的基坑监测一般是由施工单位和监理单位进行，主要工作是对基坑内部的沉降、水平位移等进行监测，并将数据上传至监测系统。而信息化技术的应用可以有效解决这些问题。在信息化技术支持下，基坑监测可以借助计算机系统实现对数据的实时处理和分析。通过采集现场数据并进行处理、存储，再通过计算机系统进行分析和处理，可及时了解基坑内部及周围环境的变化情况，为工程施工提供可靠依据。（2）降低成本 基坑工程施工过程中，基坑支护结构变形是主要的安全问题，也是导致工程事故的主要原因之一。因此，在基坑施工过程中，必须加强对支护结构的实时监测，及时发现支护结构存在的问题。由于基坑工程的特殊性，基坑内部和周边环境存在大量的不确定因素，无法对其进行准确测量和监测。在实际工作中，必须根据现场实际情况选择合适的监测方法和仪器。如果选择不当，不仅会造成不必要的浪费，还会给基坑工程带来安全隐患。信息化技术对基坑进行实时监测可以有效避免这些问题，实现对基坑支护结构的动态监测，及时发现支护结构存在的问题并采取有效措中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2 施进行处理2。2 基坑安全监测的应用前景 随着城市建设规模的不断扩大，基坑工程数量也随之增加，但由于基坑工程具有施工条件复杂、施工难度大等特点，且施工期间面临的风险因素较多，加之城市高层建筑日益增多，基坑工程事故频发，对基坑安全监测的需求日益迫切。尤其是近年来随着信息技术的发展，基坑安全监测已从传统的人工监测逐步向自动化、信息化、智能化方向发展，但传统监测系统仍存在着效率低、成本高等问题。针对以上问题，可通过引入云计算和物联网技术构建基坑安全监测云平台。通过该平台实现对数据的智能分析和异常数据预警，可有效提高监测效率、降低成本、增强预警效果。随着云计算与物联网技术的发展，云平台技术在基坑安全监测中的应用前景将十分广阔。（1）云平台技术简介 云平台（Cloud Platform，简称 CP）其基本原理是通过互联网来实现资源的共享和调配，使得各个企业、组织之间的工作能够更加高效、灵活。云平台系统一般由云计算系统和应用服务组成，其主要特点如下：（1）云计算系统是一种基于虚拟化技术的分布式计算系统，利用多个服务器、多台存储设备进行资源共享，并根据用户需求来进行动态扩展。（2）应用服务是云计算系统中的一项重要内容，包括数据管理服务、云存储服务和云处理服务等。其中，数据管理服务负责对海量的数据进行处理、存储和分析；云存储服务负责对数据进行复制、备份和恢复；云处理服务则负责对海量数据进行分布式计算和分析。（3）云平台系统与传统的应用系统相比具有以下优势：1）通过引入云计算技术，可使服务器数量减少、访问速度更快；2）通过引入物联网技术，可提高设备与平台之间的交互能力，降低系统成本；3）通过引入人工智能技术，可使数据处理速度更快、准确度更高。此外，信息化技术可实现对基坑周边环境、地表沉降等进行实时监测和预警。在基坑安全监测中引入信息化技术，可实现对各种信息数据和数据源进行采集、分析和处理3。在云平台上对各种信息数据进行存储、分析和处理，通过分析得到实时预警信息。这不仅可以降低人力成本，还可以提高工作效率、降低事故发生率。（2）增强预警效果 在基坑施工过程中，施工人员需要对周边环境及基坑内部的变形、位移等进行监测，及时发现并解决问题，以保障基坑工程的安全性。当出现异常数据时，需要及时采取措施对问题进行处理，避免事故的发生。信息化技术的应用可以对监测数据进行实时采集、分析、存储，并通过云平台将数据传输至云平台中，同时实现对异常数据的智能分析。当异常数据超出预警范围时，可通过短信、微信等方式及时通知相关人员进行处理。在信息化技术支持下，可实现对基坑工程施工过程中的预警工作，有效降低事故发生几率。首先，可通过基坑安全监测云平台中的云服务器对采集到的数据进行分析、处理，并将处理后的数据上传至云平台中；其次，在云服务器上可设置预警等级，当监测数据超出预警等级时会及时通知相关人员；最后，通过监测数据分析出异常值，并将其上传至云平台中进行存储。3 基坑安全监测在国内存在的问题 监测是基坑工程的重要环节，也是保证基坑安全的重要手段。但目前国内还未形成完善的基坑工程监测体系，在实际工程中，仍采用传统监测方式，主要有以下几个方面：（1）监测数据不能实时反馈到监测系统，难以实现对基坑施工全过程的动态监测。（2）施工现场人工监测存在数据采集不准确、不及时的情况，难以满足现场实时安全监控的要求。（3）监测仪器落后、自动化程度低，人工维护工作量大。（4）施工单位和基坑工程项目管理部门不能对监测数据进行有效分析利用，缺乏对施工过程中危险因素的事前预防控制手段。（1）平台架构 其中，数据采集层实现对基坑工程安全监测的采集、传输、存储及预警等功能；数据存储层主要是对监测数据进行处理和分析，并以可视化的形式展现给用户；数据应用层是指对处理后的监测数据进行分析与利用，如对基坑工程施工过程中产生的危险因素进行评估，并根据评估结果发布预警信息，从而达到对基坑工程施工过程中危险因素的事前预防控制手段。（2）平台功能 该平台可实现以下功能：（1）通过部署在现场的传感器采集基坑施工过程中的各项参数，并实时上传到云平台，以供监测人员查看；（2）通过建立基坑工中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 3 程数据库，实现对现场的数据存储、查询、统计和分析等功能；（3）通过建立预警系统，实现对基坑工程施工过程中可能出现的危险因素进行事前控制；（4）通过与相关部门、企业信息系统联网，实现数据共享和数据分析，提高安全管理水平。4 基坑安全监测云平台的应用（1）远程监测 基坑工程安全监测系统主要包括传感器设备、采集软件、监控软件等部分。其中，传感器设备由控制器、信号调理模块和模拟量输入模块组成。采集软件由系统控制软件和数据采集软件组成，系统控制软件是基坑工程安全监测系统的核心，用于接收传感器设备控制器发出的信号并对其进行分析处理，将得到的信号上传至云平台。数据采集软件主要用于数据采集、整理、存储等操作。基坑工程安全监测系统根据不同的监测项目和监测对象，选择不同的监测点位进行实时监测4。当基坑出现危险状态时，通过短信方式提醒相关人员；当基坑出现位移或沉降等异常状态时；当基坑发生坍塌或危险状态时，通过短信方式提醒相关人员并发送警示信息给相关人员。（2）数据采集 采用传感技术将基坑周围环境及支护结构的位移、沉降、土压力等参数实时进行采集，并通过无线通讯技术将数据上传到云平台。1)在基坑开挖前，根据工程地质和水文地质条件，确定需要监测的项目，如地面沉降、地连墙位移、水平位移、支撑轴力等；根据监测项目确定传感器型号及数量，并将传感器安装在基坑顶部或底部；对基坑周边道路进行沉降监测时，可将传感器安装在道路中间；对周边建筑物进行沉降监测时，可将传感器安装在建筑物顶部或底部。2)在基坑开挖期间，及时采集监测数据。一般情况下，每隔 23 天采集一次。在监测过程中，可根据现场实际情况增加或减少采集频次。当基坑出现异常时，可通过无线通讯技术将监测数据上传至云平台，并根据实际情况对异常数据进行预警。对于不同类型的基坑支护结构、不同的工况条件和施工环境下的基坑支护结构，应选择相应的传感器类型和数量进行监测。（3）数据分析 在基坑安全监测数据分析方面，采用物联网技术，实时采集基坑周边环境的变形数据，通过云计算、数据挖掘和大数据分析等技术对这些数据进行处理，将结果直观呈现出来。首先，数据的采集过程中，采集装置在不同的时间段采集不同类型的数据，通过传感器将传感器采集的数据上传至云平台进行存储。其次，在数据处理阶段，主要利用云计算和大数据分析技术对不同类型的监测数据进行处理。在此过程中，利用云计算技术对原始数据进行压缩、转换和存储等处理；在大数据分析阶段，主要利用大数据分析技术对基坑监测数据进行挖掘和分析。基坑安全监测云平台中的大数据分析系统主要分为两个模块：基坑周边环境监测系统和基坑工程安全监测系统。基坑周边环境监测系统主要通过传感器实时采集监测区域内的地面沉降、建筑物变形、地下水位等信息；而基坑工程安全监测系统主要包括自动监测网、应急指挥平台等模块，在数据采集完成后将这些信息通过网络传输到云平台中进行存储和分析。（4）数据存储与备份 基坑安全监测云平台中存储的数据主要包括监测数据、监测分析报告和相关预警信息，可根据用户需求，对数据进行不同形式的存储，如：本地文件、数据库文件、Web 服务文件等。此外，平台还支持在线备份和离线备份。通过基坑安全监测云平台可将各类监测数据以图形化的方式进行展示，能够直观地看到基坑的变形、位移、沉降等情况，并且能够对具体的监测点位进行分析，可有效地辅助基坑工程施工。通过对数据的分析可以快速找到变形规律，以便及时采取应对措施。同时还可对监测数据进行实时存储，随时调用需要时可对其进行快速调取，提高工作效率。在此基础上，可以进一步研究基坑安全监测云平台的功能，如：建立基坑安全评估指标体系、实现基坑工程远程安全预警、专家远程指导等5。基坑安全监测云平台的应用价值较高，可以有效地促进相关工作的开展，能够推动智慧工地建设进程。而在实际应用中，需要根据施工现场的实际情况和需求来选择不同的基坑安全监测云平台。5 结束语 综上所述，随着大数据、云计算等信息技术的快速发展，其应用范围不断扩大，在基坑安全监测领域的应用也越来越多，基坑安全监测云平台就是其中之一。通过该平台可实现对基坑数据的智能分析、异常中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 4 数据预警等功能，为基坑工程施工提供有力的技术支撑。通过该平台对基坑工程实施动态监测，及时发现和处理预警信息，同时对基坑施工过程中的各重要参数进行实时监测，能够确保工程施工安全。参考文献 1杨家生,李泽宾,黄文德.基坑安全监测数据过滤方法应用研究J.工程技术研究,2022,7(20):225-227.2王学剑.基坑安全监测及数据分析J.江西测绘,2022(02):4-6.3林太清,章李乐,戴国强.水利工程基坑安全监测与工程实践J.水利规划与设计,2022(05):118-121.4闫康,曹芳,肖伟.基坑安全监测系统设计J.工程技术研究,2020,5(23):182-183.5杨震.深基坑安全监测信息化技术研究J.低碳世界,2020,10(10):96-97.作者简介作者简介：邹艺滨（1984），男，汉族，福建漳州人，厦门兴才职业技术学院，中级职称，专业负责人，大学本科，研究方向为主要从事软件技术教学研究。基金项目：福建省中青年教师教育科研项目（科技类）课题名称：基坑安全监测云平台的应用研究 邹艺滨 厦门兴才职业技术学院，课题编号：JAT210968。