一种路基安全回填的控制方法及系统与流程

本发明涉及道路施工安全，具体涉及一种路基安全回填的控制方法及系统。

背景技术：

1、在土木工程领域，路基安全回填是确保道路和路基结构稳定性和安全性的重要环节。传统的路基回填控制方法通常依赖于经验和静态设计，缺乏对实时地质信息和回填过程参数的监测和调整，无法应对突发情况，并进行动态响应能力，容易导致回填体的不均匀性和强度不足；同时，传统的地质监测方法常常受限于监测设备的精度和覆盖范围，难以实现对地下土壤和地下水参数的全面、实时的监测。

2、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明中提供了一种路基安全回填的控制方法及系统，从而有效解决背景技术中所指出的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种路基安全回填的控制方法，方法包括：

4、基于地质感知技术，实时获取路基土壤和地下水的相关参数信息，构建地质信息数据集；

5、在回填材料中引入强化材料，并设计辅助控制策略；

6、构建基于深度学习的神经网络模型，根据所述地质信息数据集，对路径回填过程的参数进行初步预测；

7、构建自适应反馈机制，根据实时的地质信息和预测信息，调整回填参数信息和辅助控制策略；

8、根据实时调整的所述回填参数信息控制振动压实设备和材料注入设备运行。

9、进一步地，基于地质感知技术，实时获取路基土壤和地下水的相关参数信息，构建地质信息数据集，包括：

10、根据路基地质情况和监测需求，布置具有智能化功能的传感器系统；

11、开发智能化数据采集和自适应监测策略，并结合传感器数据和生物地质感知技术的信息，获取土壤和地下水参数信息；

12、对所述土壤和地下水参数信息进行处理，并构建所述地质信息数据集。

13、进一步地，所述辅助控制策略，包括：

14、强化材料添加控制策略，根据实时监测的数据和预设的回填要求，控制强化材料的添加速率、位置；

15、流动性控制策略，通过调整回填过程中的流动性参数，均匀的控制强化材料的输送和分布；

16、强化材料混合控制策略，针对不同类型和性质的强化材料，设计相应的混合控制策略。

17、进一步地，构建基于深度学习的神经网络模型，包括：

18、对所述地质信息数据集的数据进行预处理，并对所述预处理后的数据进行标注，区分正常和异常回填过程；

19、将预处理后的数据划分为训练集、验证集和测试集；

20、对所述神经网络模型进行训练，并通过反向传播算法和优化器进行模型优化；

21、使用验证集对训练好的模型进行验证，评估模型的泛化能力和预测准确性，根据验证结果调整模型的超参数；

22、使用所述测试集对经过验证的模型进行评估，评估模型在未知数据上的预测效果。

23、进一步地，构建所述自适应反馈机制包括：

24、定期采集土壤参数和回填参数的实时数据；

25、对实时采集到的数据进行监测和分析，评估当前系统的状态和性能；

26、设计针对不同情况的参数调整策略，并开发自适应调整算法；

27、将自适应调整算法应用于实际控制过程中，得到所述自适应反馈机制。

28、进一步地，所述自适应调整算法为mpc控制算法。

29、进一步地，所述自适应调整算法包括：

30、系统模型，用于对回填过程的数学描述，描述回填过程中各个变量之间的关系；

31、优化问题，找到使得系统性能最优化的参数组合，以最小化或最大化某个指标为目标；

32、控制序列生成器，根据优化问题的解和系统模型及优化问题的要求，生成实际和合理的控制序列；

33、控制器，用于实际负责对振动压实设备和材料注入设备进行控制的模块，根据生成的控制序列，调整设备的运行参数；

34、状态估计器，用于估计系统的状态变量。

35、进一步地， 根据实时调整的所述回填参数信息控制振动压实设备和材料注入设备运行，包括：

36、解析实时采集到的回填参数信息，并通过自适应调整算法得到的最佳参数组合；

37、根据解析后的所述回填参数信息，调整振动压实设备和材料注入设备的运行参数；

38、实时监测振动压实设备和材料注入设备的运行状态和效果，通过反馈控制机制对设备的运行进行调整；

39、将设备的实时运行状态反馈到自适应调整算法中，形成闭环控制系统。

40、一种路基安全回填的控制系统，所述系统包括：

41、地质信息获取模块，基于地质感知技术，实时获取路基土壤和地下水的相关参数信息，构建地质信息数据集；

42、辅助策略设计模块，在回填材料中引入生物材料，并设计辅助控制策略；

43、学习模型构建模块，构建基于深度学习的神经网络模型，根据所述地质信息数据集，对路径回填过程的参数进行初步预测；

44、反馈机制构建模块，构建自适应反馈机制，根据实时的地质信息和预测信息，调整回填参数信息和辅助控制策略；

45、设备参数调整模块，根据实时调整的所述回填参数信息控制振动压实设备和材料注入设备运行。

46、进一步地，所述设备参数调整模块，包括：

47、最佳组合获取单元，解析实时采集到的回填参数信息，并通过自适应调整算法得到的最佳参数组合；

48、根据解析后的所述回填参数信息，调整振动压实设备和材料注入设备的运行参数；

49、实时监测振动压实设备和材料注入设备的运行状态和效果，通过反馈控制机制对设备的运行进行调整；

50、将设备的实时运行状态反馈到自适应调整算法中，形成闭环控制系统。

51、通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

52、有效解决了传统路基回填控制方法缺乏实时监测和调整，地质监测存在局限性的问题，提升路基回填过程的全面监测和动态响应能力，提高了施工的效率和质量。

技术特征：

1.一种路基安全回填的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，基于地质感知技术，实时获取路基土壤和地下水的相关参数信息，构建地质信息数据集，包括：

3.根据权利要求1所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，所述辅助控制策略，包括：

4.根据权利要求1所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，构建基于深度学习的神经网络模型，包括：

5.根据权利要求1所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，构建所述自适应反馈机制包括：

6.根据权利要求5所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，所述自适应调整算法

7.根据权利要求5所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于，所述自适应调整算法包括：

8.根据权利要求1所述的路基安全回填的控制方法，其特征在于, 根据实时调整的所述回填参数信息控制振动压实设备和材料注入设备运行，包括：

9.一种路基安全回填的控制系统，其特征在于,所述系统包括：

10.根据权利要求9所述的路基安全回填的控制系统，其特征在于，所述设备参数调整模块，包括：

技术总结本发明涉及道路施工安全技术领域，具体涉及一种路基安全回填的控制方法及系统，方法包括：基于地质感知技术，实时获取路基土壤和地下水的相关参数信息，构建地质信息数据集；在回填材料中引入强化材料，并设计辅助控制策略；构建基于深度学习的神经网络模型，根据地质信息数据集，对路径回填过程的参数进行初步预测；构建自适应反馈机制，根据实时的地质信息和预测信息，调整回填参数信息和辅助控制策略；根据实时调整的回填参数信息控制振动压实设备和材料注入设备运行。通过本发明，有效解决了传统路基回填控制方法缺乏实时监测和调整，地质监测存在局限性的问题，提升路基回填过程的全面监测和动态响应能力，提高了施工的效率和质量。技术研发人员：别佃奎,方斌,王威,赵阳,王宇,谢飞,李捷,陆小芳,李远,殷铜铜,刘蕾受保护的技术使用者：江苏捷达交通工程集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18