【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及基坑降水，特別涉及基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法。
技術介紹
1、超級壓吸聯合抽水系統是通過結合使用真空泵和空氣壓縮機來提高抽水效率，通過真空泵產生的負壓降低管井內的水壓，促使水體上升，同時，空氣壓縮機向井中注入空氣，增加井內的空氣壓力，有助于水體的上升和排出，尤其適用于在深基坑降水、礦井排水等場合中，能夠有效解決傳統抽水方法在深井或復雜地質條件下效率低下和成本高昂的問題。
2、對于大尺寸基坑的降水作業，在基坑開挖區域內往往設置有多個疏干井，在實際作業過程中，受限于施工成本和疏干需求，往往是一定數量的降水井共用真空泵和空氣壓縮機設備，以形成一組超級壓吸聯合抽水系統，通過閥門控制井內送氣管內的氣壓和抽水管內的真空度，達到抽水量的調節。
3、一般的，系統運行過程中，抽水管內部的真空度為固定值，排水速度主要通過控制井內送氣管內部的氣壓，即注氣壓力值來實現動態調節，注氣壓力的確定需要在工程作業中，根據土層性質、地下水位和注氣嘴位置結合現場試驗確定，在計算過程中，通常默認同一基坑內的土層性質為均質狀態，故同一組超級壓吸聯合抽水系統中各送氣管內的壓力值基本保持在同一水平范圍內，但在一些特殊地質環境中，土層的分布狀態較為復雜，不同區域的降水井內土層性質差異較大，采用等注氣壓力會導致松軟土層區域的降水井內的注氣壓力擊穿上覆土層，壓力氣體無法蓄在土層內部，使得抽水量與預想狀態出現偏差，影響降水效果。為此，我們提出基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法。
技術實現
1、本專利技術的主要目的在于提供基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，可以有效解決
技術介紹
中的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為，
3、基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，包括：
4、按設計要求布置抽水系統，進行生產性抽水試驗，獲取實驗過程中的動態參數，其中，所述動態參數包括各疏干井內部的注氣壓力值、抽水管中的真空度值及單位時間內的抽水量數據；
5、以獲取的實驗數據中注氣壓力值為輸入，抽水量數據為輸出構建神經網絡模型，根據模型輸出當抽水管中的真空度值為固定值時，疏干井內部注氣壓力值與單位時間內的抽水量間的映射關系，記為：式中，pvi表示為第i個疏干井內部的注氣壓力值，i＝1,2,...n，vd表示為抽水管中的真空度值，qvd表示為當抽水管中的真空度值為vd時的單位時間內的抽水量值；
6、通過設置水位傳感器，實時采集抽水作業過程中各疏干井內部的水位數據；
7、根據獲取的疏干井內部注氣壓力值與單位時間內的抽水量間的映射關系及水位數據，構建抽水作業過程動態控制模型，所述控制模型的表達式為：
8、
9、式中，qz表示為抽水作業總量，t表示為當抽水管中的真空度值為vd時的作業周期時長，piw表示為第i個疏干井內部的注氣壓力安全值，α為常數系數，ρiw表示為第i個疏干井內部水的密度；g為重力加速度；hi表示為第i個疏干井內部的地下水埋深，pva表示為同一抽水系統中任意兩疏干井間注氣壓力差異安全值；
10、根據所述控制模型對抽水作業過程中的動態參數進行控制，控制流程的具體包括以下步驟：
11、s1：獲取k時段內抽水系統的抽水作業總量qz；
12、s2：確定抽水系統初始作業時抽水管中的真空度值vd1；
13、s3：根據公式求出當抽水管中的真空度值為vd1時，抽水系統在k時段內的抽水量qvd1；
14、s4：根據疏干井內部注氣壓力值與單位時間內的抽水量間的映射關系，求出當抽水量qvd＝qvd1時各疏干井內部注氣壓力值pvi1；
15、s5：根據第一判斷原則，對疏干井內部注氣壓力值pvi1進行判斷，若pvi1滿足第一判斷原則，則動態參數保持當前狀態；
16、s6：若pvi1不滿足第一判斷原則，則將抽水管中的真空度值由vd1調節至vd2，且vd1＞vd2；重復步驟s3至疏干井內部注氣壓力值滿足第一判斷原則，其中，第一判斷原則具體為：
17、若對于任意i＝1,2,...n，均有pvi1≤αpiw，α∈(1.5,3)，則判定pvi1滿足第一判斷原則；
18、若存在i＝1,2,...n，使pvi1＞αpiw，則判定pvi1不滿足第一判斷原則；
19、s7：計算獲取同一抽水系統中任意兩疏干井間注氣壓力差異安全值pva；
20、s8：根據第二判斷原則，對當抽水量qvd＝qvd1時，同一抽水系統中任意兩疏干井間注氣壓力值pvi1、pvj1進行判斷，若滿足第二判斷原則，則注氣壓力值pvi1、pvj1保持當前狀態；
21、s9：若不滿足第二判斷原則，則將兩疏干井間中值pvi1、pvj1較小的注氣壓力增加一個步長λ后，重復步驟s7，其中，第二判斷原則具體為：
22、若對于任意i＝1,2,...n，j＝1,2,...n，且i≠j，均有則判定注氣壓力值pvi1、pvj1滿足第二判斷原則；
23、若存在i＝1,2,...n，j＝1,2,...n，且i≠j，有則判定注氣壓力值pvi1、pvj1不滿足第二判斷原則。
24、進一步的，所述神經網絡模型為bp神經網絡模型，其中，所述bp神經網絡模型為輸入層-隱含層-輸出層的三層結構，且隱含層節點個數滿足以下公式：
25、
26、其中，m為輸入層的節點個數，n為輸出層的節點個數，本模型中n＝1，a為1-9的整數。
27、進一步的，所述bp神經網絡模型的輸入層的節點個數m與抽水系統中布置的疏干井個數相同。
28、進一步的，同一抽水系統中任意兩疏干井間注氣壓力差異安全值pva根據經驗公式進行確定，經驗公式為：
29、
30、式中，為同一作業時段內抽水系統中疏干井注氣壓力值的均值。
31、進一步的，步長λ根據經驗公式進行確定，經驗公式為：
32、
33、式中，m為不滿足第二判斷原則的疏干井組數，δpv為不滿足第二判斷原則的疏干井間注氣壓力值的差值。
34、本專利技術具有如下有益效果，
35、本專利技術技術方案通過按設計要求布置抽水系統，進行生產性抽水試驗，獲取實驗過程中的動態參數，其中，所述動態參數包括各疏干井內部的注氣壓力值、抽水管中的真空度值及單位時間內的抽水量數據，以獲取的實驗數據中注氣壓力值為輸入，抽水量數據為輸出構建神經網絡模型，根據模型輸出當抽水管中的真空度值為固定值時，疏干井內部注氣壓力值與單位時間內的抽水量間的映射關系，通過設置水位傳感器，實時采集抽水作業過程中各疏干井內部的水位數據，根據獲取的疏干井內部注氣壓力值與單位時間內的抽水量間的映射關系及水位數據，構建抽水作業過程動態控制模型，對抽水作業過程中的動態參數進行控制，本方案的動態調整方法適用于土層的分布狀態復雜、土層性質差異較大的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，動態參數控制流程的具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，動態參數控制流程的具體還包括：
4.根據權利要求2所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，第一判斷原則具體為：
5.根據權利要求3所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，第二判斷原則具體為：
6.根據權利要求1所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，所述神經網絡模型為BP神經網絡模型，其中，所述BP神經網絡模型為輸入層-隱含層-輸出層的三層結構，且隱含層節點個數滿足以下公式：
7.根據權利要求6所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，所述BP神經網絡模型的輸入層的節點個數m與抽水系統中布置的疏干井個數相同。
8.根據權利要求1所述的基于
9.根據權利要求3所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，步長λ根據經驗公式進行確定，經驗公式為：
...【技術特征摘要】
1.基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，動態參數控制流程的具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，動態參數控制流程的具體還包括：
4.根據權利要求2所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，第一判斷原則具體為：
5.根據權利要求3所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整方法，其特征在于，第二判斷原則具體為：
6.根據權利要求1所述的基于物聯網的超級壓吸聯合抽水系統動態調整...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮恒北，
申請(專利權)人：上海長凱巖土工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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