1.一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于,包括:房屋建筑地下环境安全监测模块、房屋建筑自身安全监测模块、房屋信息库和预警管理终端;
所述房屋建筑地下环境安全监测模块用于对房屋建筑所属地下环境进行安全监测,获取房屋建筑地下环境安全系数,其中房屋建筑地下环境安全监测模块包括地下水基本参数监测单元、地下水水质参数监测单元和土壤监测单元;
所述房屋建筑自身安全监测模块用于对房屋建筑自身进行安全监测,获取房屋建筑自身安全系数,其中房屋建筑自身安全监测模块包括房屋建筑外观缺陷监测单元、房屋建筑倾斜状况监测单元和房屋建筑积水状况监测单元;
所述房屋信息库用于存储地下水水位安全高度、地下水安全流速、地下水安全水温、地下水安全酸碱度、土壤标准湿度、土壤标准酸碱度、房屋建筑标准三维外观图像、房屋建筑标准外形轮廓、屋顶允许积水水位高度、地下室允许积水水位高度、地下环境预警安全系数和房屋建筑自身预警安全系数;
所述预警管理终端用于将房屋建筑地下环境安全系数与房屋信息库中存储的地下环境预警安全系数进行对比,若房屋建筑地下环境安全系数低于地下环境预警安全系数,则进行房屋建筑地下环境风险预警,并将房屋建筑自身安全系数与房屋信息库中存储的房屋建筑自身预警安全系数进行对比,若房屋建筑自身安全系数低于房屋建筑自身预警安全系数,则进行房屋建筑自身安全预警。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述地下水基本参数监测单元用于对房屋建筑所属地下环境的地下水基本参数进行监测,其具体过程为:步骤一:通过地下水位计和地下水流速监测仪分别对房屋建筑所属地下环境的地下水基本参数进行检测,其中地下水基本参数包括地下水水位高度和地下水流速,进而获取房屋建筑所属地下环境的地下水水位高度和地下水流速;
步骤二:将房屋建筑所属地下环境的地下水水位高度与房屋信息库中存储的地下水水位安全高度进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的地下水水位安全系数,其计算公式为:其中ζ表示为房屋建筑所属地下环境的地下水水位安全系数,
H0″表示为地下水水位安全高度,h′表示为房屋建筑所属地下环境的地下水水位高度;
步骤三:将房屋建筑所属地下环境的地下水流速与房屋信息库中存储的地下水安全流速进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的地下水流速安全系数,其计算公式为:其中 表示为房屋建筑所属地下环境的地下水流速安全系数,V0表
示为地下水安全流速,v′表示为房屋建筑所属地下环境的地下水流速;
步骤四:基于房屋建筑所属地下环境的地下水水位安全系数和房屋建筑所属地下环境的地下水流速安全系数,进而计算房屋建筑所属地下环境的地下水基本参数对应的安全系数,其计算公式为: 其中λjb表示为房屋建筑所属地下环境的地下水基本参数对应的安全系数,χ1和χ2分别表示为设定的房屋建筑所属地下环境的地下水水位和地下水流速对应的安全因子。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述地下水水质参数监测单元用于对房屋建筑所属地下环境的地下水水质参数进行监测,其具体过程为:步骤1:通过地下水水质监测仪对房屋建筑所属地下环境的地下水水质参数进行检测,其中地下水水质参数包括地下水水温和地下水酸碱度,进而获取房屋建筑所属地下环境的地下水水温和地下水酸碱度;
步骤2:将房屋建筑所属地下环境的地下水水温与房屋信息库中存储的地下水安全水温进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的地下水水温安全系数,其计算公式为:其中 表示为房屋建筑所属地下环境的地下水水温安全系数,C0
表示为地下水安全水温,c″表示为房屋建筑所属地下环境的地下水水温;
步骤3:将房屋建筑所属地下环境的地下水酸碱度与房屋信息库中存储的地下水安全酸碱度进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的地下水酸碱度安全系数,其计算公式为:其中α表示为房屋建筑所属地下环境的地下水酸碱度安全系数,D0
表示为地下水安全酸碱度,d″表示为房屋建筑所属地下环境的地下水酸碱度;
步骤4:基于房屋建筑所属地下环境的地下水水温安全系数和房屋建筑所属地下环境的地下水酸碱度安全系数,进而计算房屋建筑所属地下环境的地下水水质安全系数,其计算公式为: 其中εsz表示为房屋建筑所属地下环境的地下水水质安全系数,e表示为自然常数,a1和a2分别表示为设定的房屋建筑所属地下环境的地下水水温和地下水酸碱度对应的安全修正因子。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述土壤监测单元用于对房屋建筑所属地下环境的土壤进行监测,其具体过程为:U1:通过土壤湿度传感器和土壤酸碱度传感器分别对房屋建筑所属地下环境的土壤进行湿度和酸碱度检测,进而获取房屋建筑所属地下环境的土壤对应的湿度和酸碱度;
U2:将房屋建筑所属地下环境的土壤对应的湿度与房屋信息库中存储的土壤标准湿度进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的土壤湿度安全系数,其计算公式为:其中β表示为房屋建筑所属地下环境的土壤湿度安
全系数,SD0″表示为土壤标准湿度,sd表示为房屋建筑所属地下环境的土壤对应的湿度;
U3:将房屋建筑所属地下环境的土壤对应的酸碱度与房屋信息库中存储的土壤标准酸碱度进行对比,计算房屋建筑所属地下环境的土壤酸碱度安全系数,其计算公式为:其中φ表示为房屋建筑所属地下环境的土壤酸碱度
安全系数,SJ0″表示为土壤标准酸碱度,sj表示为房屋建筑所属地下环境的土壤对应的酸碱度;
U4:基于房屋建筑所属地下环境的土壤湿度安全系数和房屋建筑所属地下环境的土壤酸碱度安全系数,进而计算房屋建筑所属地下环境的土壤安全系数,其计算公式为:μtr=β*a3+φ*a4,其中μtr表示为房屋建筑所属地下环境的土壤安全系数,a3和a4分别表示为设定的房屋建筑所属地下环境的土壤湿度和土壤酸碱度对应的安全修正系数。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述房屋建筑地下环境安全系数计算公式为:其中ξ表示为房屋建筑地下环境安全系数,γ1、
γ2和γ3分别表示为设定的房屋建筑所属地下环境的地下水基本参数、地下水水质和土壤对应的安全权重因子。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述房屋建筑外观缺陷监测单元用于对房屋建筑的外观缺陷进行监测,其具体步骤为:R1:通过在智能无人机中安装高清扫描仪,对房屋建筑进行三维外观图像扫描,进而获取房屋建筑的三维外观图像;
R2:将房屋建筑的三维外观图像与房屋信息库中的房屋建筑标准三维外观图像进行对比,进而从中提取房屋建筑对应各外观缺陷区域,并将其分别编号为1,2,...,i,...,q,进而提取各外观缺陷区域的外观缺陷类型和外观缺陷面积;
R3:将房屋建筑对应各外观缺陷区域的外观缺陷类型与预设的各外观缺陷类型所属单位面积的安全影响因子进行匹配,得到房屋建筑对应各外观缺陷区域的外观缺陷类型所属单位面积的安全影响因子,进而计算房屋建筑的外观安全系数,其计算公式为:表示为房屋建筑的外观安全系数,i表示为房屋建筑对
应各外观缺陷区域的编号,i=1,2,...,q,WGi和Φi分别表示为房屋建筑对应第i个外观缺陷区域的外观缺陷面积和该外观缺陷类型所属单位面积的安全影响因子。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述房屋建筑倾斜状况监测单元用于对房屋建筑的倾斜状况进行安全监测,其具体过程为:X1:基于房屋建筑的三维外观图像,并从中提取房屋建筑的外形轮廓;
X2:基于房屋信息库中存储的房屋建筑标准外形轮廓,进而提取房屋建筑标准外形轮廓对应的面积;
X3:将房屋建筑的外形轮廓与房屋信息库中存储的房屋建筑标准外形轮廓进行重合对比,并提取房屋建筑对应的外形轮廓重合面积,计算房屋建筑的倾斜状况安全系数,其计算qx公式为: 其中η 表示为房屋建筑的倾斜状况安全系数,S0表示为房屋建筑标准外形轮廓对应的面积,s″表示为房屋建筑对应的外形轮廓重合面积。
8.根据权利要求7所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述房屋建筑积水状况监测单元用于对房屋建筑的积水状况进行安全监测,其具体过程为:Z1:通过水位传感器分别对房屋建筑的屋顶和地下室进行积水水位检测,进而获取房屋建筑的屋顶和地下室对应的积水水位高度;
Z2:将房屋建筑的屋顶对应的积水水位高度与房屋信息库中存储的屋顶允许积水水位高度进行对比,计算房屋建筑屋顶对应的积水状况安全系数,其计算公式为: 其中 表示为房屋建筑屋顶对应的积水状况安全系数,WJ0″表示为屋顶允许积水水位高度,wj′表示为房屋建筑的屋顶对应的积水水位高度;
Z3:将房屋建筑的地下室对应的积水水位高度与房屋信息库中存储的地下室允许积水水位高度进行对比,计算房屋建筑地下室对应的积水状况安全系数,其计算公式为:其中θ表示为房屋建筑地下室对应的积水状况安全系数,DXJ0″表示为地下室允许积水水位高度,dxj″′表示为房屋建筑的地下室对应的积水水位高度;
Z4:基于房屋建筑屋顶对应的积水状况安全系数和房屋建筑地下室对应的积水状况安js全系数,进而计算房屋建筑的积水状况安全系数,其计算公式为: 其中ω表示为房屋建筑的积水状况安全系数。
9.根据权利要求8所述的一种基于无线传感器的房屋建筑安全监测预警管理系统,其特征在于:所述房屋建筑自身安全系数计算公式为:其中ψ表示为房屋建筑自身安全系数,κ1、κ2和
κ3分别表示为设定的房屋建筑的外观、倾斜状况和积水状况对应的安全权重系数。