一种水利施工中的河梗加固装置及其加固方法

本发明涉及水利河梗加固的，公开了一种水利施工中的河梗加固装置及其加固方法。

背景技术：

1、水利施工用河梗加固装置在发展过程中仍然存在一些不足之处，某些河梗加固装置可能只适用于特定类型或特定条件下的河梗，对于复杂多变的地质条件或水文环境，可能存在适用性限制，由于缺乏对河梗和河道的数据监测和分析，一些河梗加固装置可能存在维护和管理难度较大的问题，特别是对于需要定期检修或更换部件的装置，可能需要耗费较多的人力和物力成本，最后部分河梗加固装置可能在面对极端天气事件或自然灾害时表现不佳，需要进一步加强抗灾能力和应对措施。

2、例如现有的公开号为cn116163269a的专利，该公开提供一种水利施工用河梗加固装置及其加固方法，涉及水利工程装置技术领域。该水利施工用河梗加固装置，包括坝体和多个三号加固网，所述坝体上端面固定设置有顶板。通过将多个一号加固网、二号加固网和三号加固网分别进行坝体边侧的上端、中段和下端的分步加固，且一号加固网、二号加固网和三号加固网之间互相卡接，能够实现对加固网的快速拆装，便于人员进行操作，提高了工作效率，同时稳定性强，另外格网状的加固网使用寿命长，能够提高河梗边侧加固装置的使用寿命，减少维护成本，且嵌座初期酷似树桩，使得加固初期的树桩外形不仅能绿化环境，保证边侧绿化的统一性，同时自然降解，不影响生态环境。

3、但是上述专利中存在：

4、这种加固装置可能不适用于绝大部分河梗，特别是在一些特殊的地形或环境条件下，可能存在施工难度或者不适用的情况，而且，该装置只是简单的对河梗有加固效果，并未对河道信息进行监测和计算，恶劣天气条件下，难以预估河梗承载能力，其次该装置无法分析河梗加固磨损度，如果需要更换或者维修加固网等部件，会增加维护成本，而且对于使用该装置进行加固的施工人员，可能需要一定的专业技术和操作经验，否则可能会影响施工效果或者安全性。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种水利施工中的河梗的加固方法，包括：

3、s1、通过部署传感器网络，采集河梗的水位、水流速度和河梗的变形参数；

4、s2、对采集的河梗的水位、水流速度、河梗的变形和河梗压力进行数据清洗，并建立河道监测模型和河梗情况监测模型；

5、s3、通过拟合损失函数预测河道水流变化情况和河梗未来的变化趋势及出现的问题；

6、s4、通过通讯网络传输数据，由数据汇集单元汇总河道和河梗实时监测情况以及预测情况，然后通过云云互联设计出最优的加固方案；

7、s5、通过自动化施工对河梗进行加固；

8、s6、对加固后的河梗参数进行反馈，输入河道监测模型和河梗情况监测模型中，监测加固工程是否合格。

9、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

10、所述传感器网络包括水位传感器、水流速传感器、应变传感器和压力传感器；

11、所述水位传感器安装在河道中，用于实时采集河水的水位参数；

12、所述水流速传感器安装在河道中，用于监测河水的流速变化；

13、所述应变传感器安装在河梗无纺布位置，用于监测无纺布的应变参数；

14、所述压力传感器安装在河梗铅丝石笼的支撑点和关键部位，用于采集水流对铅丝石笼的压力。

15、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

16、通过所述数据清洗对采集的河梗的水位、水流速度、河梗的变形和河梗压力进行过滤和整合，所述数据清洗用于去除重复和错误的数据；

17、通过数据清洗后的水流速度提取河道水流的特征值，根据特征值建立测试集和训练集，输入训练集至河道监测模型初始模型中并对河道监测模型初始模型的参数进行调整，通过拟合损失度判断是否达到河道监测准确度，若达到准确度则输入测试集，对河道水流进行预测，并输出评估指标，若未达到河道监测准确度则对河道监测模型进行优化。

18、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

19、所述训练集通过对数据获取的时序进行整理，表达式如下所示：

20、v＝{v1,v2,...,vn}

21、其中，v为河道水流速训练集，v1为第一时序采集河道水流速度，v2为第二时序采集河道水流速度，vn为第n时序采集的河道水流速度；

22、所述测试集表达式如下所示：

23、t＝{t1,t2,...,tn}

24、其中，t为河道水流速训练集，t1为第一时序采集河道水流速度，t2为第二时序采集河道水流速度，tn为第n时序采集的河道水流速度；

25、所述河道监测模型接收训练集，通过训练集对初始的河道监测模型进行调整，河道监测模型表达式如下所示：

26、

27、其中，yi为河道监测第i组水流速度输出值，wi为第i组河道水流速度的权重，vk-i为第k层卷积核接收的第i组河道水流速度，b为偏置项。

28、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

29、所述河梗情况监测模型由输入的水位参数、应变参数和压力参数作为基础数据对河梗加固装置进行参数监测；

30、通过对水位参数、应变参数和压力参数进行数据清洗后，建立河梗监测模型的训练集和测试集，通过初始化河梗监测模型输入训练集，对河梗监测模型进行参数调整，分别输出监测的水位参数、应变参数和压力参数，并预测水位参数、应变参数和压力参数；

31、所述水位参数用于监测河水情况；

32、应变参数用于监测无纺布应变情况；

33、压力参数用于监测河梗位置的铅丝石笼所受压力情况。

34、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

35、所述河道监测模型中对于河道水流监测的拟合损失度通过损失函数输出，损失函数表达式如下所示：

36、

37、其中，s为第i组预测的水流速度与实际水流速度的损失度，yi为第i组输入的河道水流速度实际值，为河道水流速度的预测值，n为样本总数取任意整数，i为序数取1,2,3，...n；

38、预测值由河道监测模型监测水流速度实际值与补偿偏置项后输出；

39、所述评估指标通过评估函数输出，表达式如下所示：

40、

41、其中，γ为评估函数输出的评估指标，为河道水流速度的标准值。

42、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

43、所述河梗监测模型通过损失函数输出河梗的拟合损失度；

44、所述河道监测模型监测的水流数据与河梗监测模型监测的水位参数、应变参数和压力参数，通过双模型监测河道整体情况；

45、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固方法的一种优选方案，其中：

46、所述自动化施工包括自动化打桩机、自动化混凝土搅拌机和泵车、自动化铺设机器人对河梗进行加固；

47、由于传感器网络采集的数据为实时数据，则加固后的河梗参数会被传感网络所采集并输入河梗监测模型中，监测参数是否有问题，通过损失函数对河梗进行参数预测；

48、若预测河梗参数不合格，则继续通过自动化施工对河梗进行处理，直到传感器网络采集的参数输入河梗监测模型中对河梗参数进行预测，河梗参数预测合格，则完成河梗的加固。

49、作为本发明一种水利施工中的河梗的加固装置的一种优选方案，其中：

50、一种水利施工中的河梗的加固装置包括，原有河梗1、铅丝石笼2、无纺布3、护坡基础4、覆土层5和护脚基础6；

51、所述原有河梗1为水利施工前原有的自然形成的河梗；

52、所述原有河梗1位于最底部用于承载河梗加固的材料；

53、所述护坡基础4位于所述原有河梗1上方；

54、所述无纺布3一部分位于所述护坡基础4上表面，所述无纺布3一部分位于河道上表面；

55、所述铅丝石笼2一部分位于河梗无纺布3上表面，所述铅丝石笼2一部分位于河道上表面无纺布3的上方；

56、所述覆土层5位于所述河道铅丝石笼2的上表面；

57、位于所述覆土层5上表面，用于保护河道水土营养。

58、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被执行时，实现一种水利施工中的河梗的加固方法。

59、一种计算机设备，包括：存储器，用于存储指令；

60、处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现一种水利施工中的河梗的加固方法。

61、本发明的有益效果：

62、本发明提出一种基于智能算法的一种水利施工中的河梗加固技术，其中智能算法可以利用大数据和机器学习算法对河梗的结构、地质条件和水流情况进行精确分析，从而更准确地确定加固方案；

63、智能算法可以快速处理大量数据，辅助工程师们更迅速地进行方案设计和优化，大大提升了施工效率；

64、通过智能算法对河梗进行预测和模拟分析，可以及时发现潜在的安全隐患，有助于减少事故发生的风险；

65、智能算法可以帮助优化设计方案，降低材料和人工成本，从而实现施工成本的节约；

66、利用智能算法结合传感器等设备，可以实时监测河梗的变化情况，及时调整加固方案，保障施工质量；

67、通过智能算法应用，可以实现对水利工程的智能管理和优化，促进水资源的合理利用，实现水利施工的可持续发展。