[发明专利]基于VB和Matlab的爆破振动预测系统

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是指一种基于VB和Matlab的爆破振动预测系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展和基础建设投入的增加，爆破技术作为一种有效的经济手段现已被广泛应用于交通、矿山、水利、城建等众多领域。然而工程爆破在大大促进施工效率，降低劳动强度的同时，也引发了一系列的负面效应，如爆破振动、空气冲击波、噪音、有毒气体、飞石等，尤其是爆破振动对周边环境及建构筑物具有重大的破坏作用，爆破振动效应问题也因此受到普遍的关注和重视。如何在完成爆破施工的同时，预测和降低爆破的振动效应，从而采取适当的防治措施，是爆破工程界长期关注的重点问题。

爆破振动预测是一个复杂的非线性问题。传统的爆破振动预测方法，如撒道夫斯基经验公式，大多是建立在平坦地形条件下，没有反应地形高程的影响，而工程爆破绝大多数是在地形有起伏的场地上进行的；在撒道夫斯基经验公式基础上提出的拓展式虽体现了高程的影响，但考虑的爆破振动影响因素较少，预测精度仍有待提高；BP神经网络和投影寻踪是近年来兴起的，具有极强非线性处理能力，可用于解决非正态、非线性高维数据的新兴统计、计算方法，在预测爆破振动方面具有较高的潜力。然而无论是BP神经网络预测技术，还是投影寻踪预测方法，均因其数值计算量大、可操作性不强等特点，在实际工程中应用困难。

本研究开发的爆破振动预测系统就是为解决这些问题应运而生的，将几种爆破振动预测方法，尤其是新兴的复杂预测技术嵌入该系统，既可以采用不同预测方法进行爆破振动的预测，又可以对预测结果进行对比分析，从而找到适合不同工程的预测方法。本发明既提高了工程现场爆破振动预测的精度，又实现了爆破振动预测的简单、方便和可视化。

在当今流行的几种可视化开发工具中，以Visual C++功能最为强大，它不仅可以进行友好界面的设计，又具有高效的计算能力，但Visual C++由于语法规则复杂、代码调试繁琐，使得开发难度大、成本高，一般适用于计算机开发人员使用。但计算机开发人员一般工程专业知识薄弱，开发具有专业特色的应用软件难以胜任。

Visual Basic(VB)是微软公司系列可视化开发产品Visual Studio中的新一代面向对象的编程工具。它既是一种编程语言，同时也是一个强大的集成开发环境，利用它可以编制出各种风格的软件产品。它的主要思想是用部件组装应用程序，创建Windows应用程序较为简便、快捷，同时具有易学易用以及界面可视化等优点。

Matlab是Math Work公司于1984年推出的功能强大的大型工程软件，其科学计算功能的强大和开放式的开发思想使其成为当今最为流行的、最为优秀的科技应用软件之一，在数值分析、科学计算、算法开发、建模和仿真等方面具有独特的优势。特别是在一些常用的复杂的矩阵运算以及仿真运算方面优势明显。

Matlab、VB在具有诸多优点的同时也难免存在缺点。在程序开发过程中，希望开发周期短，选择使用Visual Basic作为开发工具的居多，但是当应用程序中遇到复杂的数学运算，如需要大运算量的矩阵计算及对分析结果进行实时直观的图形化显示时，应用VB进行程序设计的工作量大，对程序设计人员要求高，难度也增大很多。另一方面，虽然Matlab具有许多独特的优势，但Matlab程序不能脱离其环境运行，不便用于开发商用软件；Matlab程序可以被直接看到程序的源代码，不利于算法和数据的保密性；不能实现端口操作和实时控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于VB和Matlab的爆破振动预测系统，实现Matlab和VB的综合应用。

该预测系统分为传统预测方法库和新兴预测方法库，该预测系统首选通过VB语言的传统预测方法库编写程序，结果在VB界面上显示，然后采用新兴预测方法库，在Matlab环境的M文件中编写程序，点击主界面的选项进入某一预测方法界面，最后用VB调用Matlab程序，进行计算，从而得出预测结果，并将结果显示在VB的窗体界面上。

其中，传统预测方法库包括撒道夫斯基经验公式和撒道夫斯基拓展式；新兴预测方法库包括BP神经网络预测模型和投影寻踪预测模型。

本发明中VB调用Matlab的方法具体如下：

利用ActiveX自动化技术，由于VB支持ActiveX控制端协议，Matlab支持ActiveX服务器端协议，在已经建立VB应用程序和Matlab之间的ActiveX自动化连接基础上，即可通过VB应用程序调用Matlab的命令、向Matlab传送或从Matlab接收矩阵数组。