[发明专利]一种便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置

权利要求书

1.一种便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，该装置包括：激光发射端(1)、激光接收端(3)、激光反光片(4)、数据处理系统(6)、便携式计算机(7)和报警警示灯(5)；

激光发射端(1)和激光接收端(3)分别与数据处理系统(6)的输出口和输入口连接；数据处理系统(6)和报警警示灯(5)与便携式计算机(7)连接；

所述激光发射端(1)和激光接收端(3)用来测量激光反光片(4)竖向位移变化值；所述数据处理系统(6)根据测得的竖向位移变化值判断是否超出系统设置的安全阈值，当超过安全阈值时，报警警示灯(5)变色，同时便携式计算机(7)发出警报铃声。

2.根据权利要求1所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，该系统还包括设置在隧道两侧的激光装置架(2)，一侧安装激光发射端(1)，另一侧安装激光接收端(3)，多台激光发射装置与激光接收装置依次对应地安装在激光装置架(2)上。

3.根据权利要求2所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述激光装置架(2)底部固定在矩形底座(14)上；所述矩形底座(14)上四个边角处各设置一个调节钮(15)。

4.根据权利要求3所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述激光装置架(2)上还安装有水准仪(13)，通过矩形底座(14)上的调节钮(15)使水准仪(13)达到水平稳定状态。

5.根据权利要求3所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述水准仪(13)在激光装置架(2)上的位置低于激光发射端(1)或激光接收端(3)所固定位置。

6.根据权利要求1所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，激光装置架(2)上还设置有粗准螺旋钮(11)和细准螺旋钮(12)，通过粗/细螺旋钮调整激光发射端(1)、激光反射片(4)和激光接收端(3)三者的工作角度。

7.根据权利要求1所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述激光反光片(4)均匀地嵌固在隧道溶洞顶板(8)厚度较薄弱的位置；所述报警警示灯(5)固定在隧道溶洞顶板(8)监测点旁边。

8.根据权利要求1所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述报警警示灯(5)采用无线蓝牙与便携式计算机(7)连接。

9.根据权利要求1所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，所述数据处理系统(6)采用Flash单元进行数据分析，包括包含安全阈值比较与神经网络法预测溶洞顶板变形趋势。

10.根据权利要求9所述的便携式隧道溶洞顶板竖向位移实时监测报警装置，其特征在于，采用神经网络法预测溶洞顶板变形趋势的具体步骤为：

1)将多个点的监测位移进行归一化处理，形成归一化集合；

2)通过神经网络预测模型设定神将网络的权重参数和阈值；

3)将归一化的数据分为训练数据和测试数据，并把训练数据导入到设定好的神经网络预测模型中，通过向前传播和反向传播进行训练；

4)将训练结果进行计算训练误差计算，判断是否满足设定的判断条件；如果满足条件，则算法结束，该模型作为最优预测模型；如果不满足，则不断修正权值系数和阀值，返回再次训练；

5)将测试数据导入最优预测模型进行预测。