【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及設施安全，尤其涉及一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統及方法。
技術介紹
1、在現代社會中，基礎設施如道路、橋梁、隧道、地下管線等對于城市的運行和居民的生活至關重要。然而，這些基礎設施往往面臨著各種挑戰，如老化、損壞、自然災害等，這些都可能對其安全性和穩定性造成威脅。因此，對基礎設施進行全域監測和管理顯得尤為重要。
2、傳統的基礎設施監測方法往往依賴于人工巡檢和定期檢測，這種方法不僅耗時費力，而且難以實現對基礎設施的實時監測和預警。隨著信息技術的快速發展，特別是物聯網、大數據、云計算、bim(建筑信息模型)等技術的廣泛應用，為基礎設施的全域監測提供了新的技術手段。
3、物聯網技術可以實現基礎設施關鍵位置的數據采集和傳輸，使得數據的獲取更加便捷和實時；大數據技術則可以對海量數據進行處理和分析，提取有用信息和模式；云計算技術為數據存儲和管理提供了高效、安全的解決方案；bim技術則可以構建基礎設施的三維模型，實現對其結構和狀態的直觀展示。
4、然而，盡管這些技術為基礎設施監測提供了強大的支持，但如何將這些技術有效地集成在一起，構建一個高效、準確、可靠的基礎設施全域監測系統，仍然是一個亟待解決的問題。因此，該專利技術專利提出了一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統及方法，旨在通過集成上述先進技術，實現對基礎設施的全域、實時監測和管理，提高基礎設施的安全性和穩定性。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于智慧平臺的基礎設施全域監
2、本專利技術的技術方案為：一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，包括有：
3、數據采集與預處理模塊，用于利用部署的傳感器網絡對基礎設施的狀態數據進行采集，并對采集到的數據進行初步的預處理，以確保數據的準確性和一致性；
4、數據存儲與管理模塊，用于建立高效、安全的數據庫系統，存儲和管理大量數據，同時提供數據備份、恢復和訪問控制功能，確保數據的完整性、可用性和安全性；
5、模型構建與更新模塊，用于利用bim等技術構建基礎設施的三維數字化模型，并根據實時監測數據不斷更新模型，以直觀展示基礎設施的結構和狀態，提高模型的準確性和實用性；
6、數據分析與預警模塊，用于對采集到的數據進行實時監測和分析，及時發現異常情況并觸發預警機制，同時利用歷史數據建立預測模型，為基礎設施的運行和維護提供科學依據；
7、數據可視化與報告模塊，用于將復雜的數據以直觀、易懂的方式呈現出來，提高用戶對數據的理解和使用效率，并生成詳細的監測報告，為決策者提供科學依據；
8、系統集成與接口模塊，用于將各個模塊進行集成，形成一個統一、高效的系統，并提供與其他系統的接口，實現數據的互通和協同工作，提高系統的靈活性和可擴展性；
9、運維管理與優化模塊，用于負責系統的日常運行和維護，確保系統的穩定性和可靠性，并根據用戶需求和技術發展對系統進行持續優化和升級，提高系統的性能和功能。
10、作為優選，數據采集與預處理模塊包括有：
11、a11：數據采集層，用于通過傳感器網絡實時捕捉基礎設施的狀態數據，包括有溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；
12、a12：數據預處理層，用于對采集到的原始數據進行初步清洗、格式轉換和校驗，以確保數據的準確性和一致性；
13、a13：數據存儲層，用于將預處理后的數據存儲到數據庫中，以便后續的分析和處理。
14、作為優選，數據采集與預處理模塊在利用部署的傳感器網絡對基礎設施的狀態數據進行采集，并對采集到的數據進行初步的預處理，以確保數據的準確性和一致性時，包括有以下步驟：
15、s11：數據采集，通過傳感器網絡實時捕捉基礎設施的狀態數據；
16、s12：數據清洗，去除數據中的噪聲、異常值和重復值，以確保數據的準確性；
17、s13：格式轉換，將不同傳感器產生的數據格式統一轉換為標準格式，以便后續處理和分析；
18、s14：數據校驗：檢查數據的完整性和一致性，確保數據在傳輸過程中沒有丟失和損壞。
19、作為優選，數據采集與預處理模塊在去除數據中的噪聲時，去除數據中的噪聲的原理公式為：
20、y(n)＝(1/n)*σ[x(i)](i＝n-n+1,n)
21、其中，y(n)為濾波后的輸出，x(i)為原始數據，n為濾波窗口大小。
22、作為優選，數據存儲與管理模塊在建立高效、安全的數據庫系統，存儲和管理大量數據，同時提供數據備份、恢復和訪問控制功能，確保數據的完整性、可用性和安全性時，包括有以下步驟：
23、s21：數據接收與校驗，從數據采集模塊接收數據，并對接收到的數據進行校驗，確保數據的完整性和準確性；
24、s22：數據存儲，根據數據的類型和特點，選擇合適的數據庫系統進行存儲，其中，可選擇的數據庫系統包括有關系型數據庫和非關系型數據庫；
25、s23：數據備份與恢復，制定數據備份策略，定期備份數據庫中的數據；
26、s24：數據訪問控制，設置數據庫的用戶權限，確保只有授權用戶才能訪問和修改數據；
27、s25：數據監控與維護，監控數據庫的性能和狀態，及時發現并處理潛在的問題。
28、作為優選，模型構建與更新模塊在利用bim等技術構建基礎設施的三維數字化模型，并根據實時監測數據不斷更新模型，以直觀展示基礎設施的結構和狀態，提高模型的準確性和實用性時，包括有以下步驟：
29、s31：模型構建，具體包括有以下步驟：
30、s311：數據收集，從數據采集模塊獲取基礎設施的詳細數據，包括有幾何尺寸、材料屬性和結構布局。
31、s312：使用專業的三維建模軟件，根據收集到的數據，逐步構建基礎設施的各個部分，從而實現設計基礎設施的三維模型；
32、s313：模型優化，對初步構建的模型進行優化，確保模型的精度和細節滿足要求；
33、s314：模型驗證，通過與實際基礎設施的對比，驗證模型的準確性和可靠性；
34、s32：模型更新與維護，具體包括有以下步驟：
35、s321：數據更新，定期從數據采集模塊獲取新的基礎設施數據，并對比新舊數據，識別基礎設施的變化和更新；
36、s322：模型修改，根據新的數據，對模型進行相應的修改和更新，確保模型始終與實際情況保持一致；
37、s323：模型維護，定期對模型進行維護，包括數據備份和模型清理，確保模型的穩定性和可用性。
38、作為優選，模型構建與更新模塊在對初步構建的模型進行優化，確保模型的精度和細節滿足要求時，采用的優化算法包括有：
39、a21：梯度下降法，通過迭代的方式，不斷調整參數值，使得函數值逐漸減小，直至達到收斂條件，其原理公式為：...
【技術保護點】
1.一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統；其特征在于：包括有：
2.根據權利要求1所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊包括有：
3.根據權利要求2所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊在利用部署的傳感器網絡對基礎設施的狀態數據進行采集，并對采集到的數據進行初步的預處理，以確保數據的準確性和一致性時，包括有以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊在去除數據中的噪聲時，去除數據中的噪聲的原理公式為：
5.根據權利要求4所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據存儲與管理模塊在建立高效、安全的數據庫系統，存儲和管理大量數據，同時提供數據備份、恢復和訪問控制功能，確保數據的完整性、可用性和安全性時，包括有以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：模型構建與更新模塊在利用BIM技術構建基礎設施的三維數字化模型，并根據
7.根據權利要求6所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：模型構建與更新模塊在對初步構建的模型進行優化，確保模型的精度和細節滿足要求時，采用的優化算法包括有：
8.根據權利要求7所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據分析與預警模塊在對采集到的數據進行實時監測和分析，及時發現異常情況并觸發預警機制，同時利用歷史數據建立預測模型，為基礎設施的運行和維護提供科學依據時，包括有以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據分析與預警模塊在運用合適的方法對數據進行分析，提取有用信息，發現潛在規律和趨勢時，采用的數據分析方法包括有：
10.一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測方法，其特征在于：包括有以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統；其特征在于：包括有：
2.根據權利要求1所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊包括有：
3.根據權利要求2所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊在利用部署的傳感器網絡對基礎設施的狀態數據進行采集，并對采集到的數據進行初步的預處理，以確保數據的準確性和一致性時，包括有以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據采集與預處理模塊在去除數據中的噪聲時，去除數據中的噪聲的原理公式為：
5.根據權利要求4所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征在于：數據存儲與管理模塊在建立高效、安全的數據庫系統，存儲和管理大量數據，同時提供數據備份、恢復和訪問控制功能，確保數據的完整性、可用性和安全性時，包括有以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種基于智慧平臺的基礎設施全域監測系統，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張立業，程浩，楊小聰，張益偉，楊景，楊國玉，
申請(專利權)人：江蘇中云筑智慧運維研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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