本發(fā)明涉及光伏電站建設(shè)技術(shù)，尤其涉及一種大型光伏電站場坪施工土方平衡與運(yùn)輸路徑智能規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

1、隨著大型光伏電站建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工場地地形復(fù)雜程度和土方工程量顯著提升，傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)難以滿足大規(guī)模土方平衡和運(yùn)輸調(diào)配需求，容易造成土方調(diào)配不均勻和施工路徑選擇不合理等問題。

2、目前光伏電站場坪施工主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行土方平衡和運(yùn)輸路徑規(guī)劃，缺乏對(duì)土壤物理特性垂直分布規(guī)律的精細(xì)化分析，無法準(zhǔn)確評(píng)估施工區(qū)域承載狀態(tài)和運(yùn)輸通道穩(wěn)定性，導(dǎo)致施工過程中頻繁出現(xiàn)超載堆放和路面失穩(wěn)情況，嚴(yán)重影響施工效率和質(zhì)量。

3、施工區(qū)域承載狀態(tài)和運(yùn)輸通道穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)變化難以及時(shí)感知和預(yù)警，現(xiàn)有土方調(diào)配方案缺乏實(shí)時(shí)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力，因此亟需建立基于土壤物理特性和路段穩(wěn)定性的智能監(jiān)測評(píng)估方法，實(shí)現(xiàn)土方平衡與運(yùn)輸路徑的動(dòng)態(tài)優(yōu)化規(guī)劃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種大型光伏電站場坪施工土方平衡與運(yùn)輸路徑智能規(guī)劃方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，

3、提供一種大型光伏電站場坪施工土方平衡與運(yùn)輸路徑智能規(guī)劃方法，包括：

4、獲取施工場地地形數(shù)據(jù)，將施工場地劃分為施工單元網(wǎng)格；

5、在施工單元網(wǎng)格中沿深度方向采集土壤密實(shí)度、含水率和承載力數(shù)據(jù)，生成土壤物理特性垂直分布曲線，根據(jù)垂直分布曲線拐點(diǎn)位置劃分土層界面，并根據(jù)土層物理特性確定土層開挖順序和開挖工藝參數(shù)，計(jì)算施工單元網(wǎng)格挖填方工作量，結(jié)合土層物理特性確定土方調(diào)運(yùn)時(shí)序，建立土方調(diào)配規(guī)劃方案；

6、監(jiān)測土方堆載過程中各施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)變化，當(dāng)施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)達(dá)到設(shè)定承載閾值時(shí)標(biāo)記為禁止卸載區(qū)，并從相鄰施工單元網(wǎng)格中選取滿足承載要求的網(wǎng)格作為備選卸載區(qū)；

7、采集運(yùn)輸車輛通過路段時(shí)振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，計(jì)算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，當(dāng)路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于預(yù)設(shè)穩(wěn)定閾值時(shí)，將路段標(biāo)記為臨時(shí)管制區(qū)，并從多條可選路徑中篩選滿足通行條件的路段作為備用通行路徑；

8、基于禁止卸載區(qū)分布和臨時(shí)管制區(qū)分布，將土方運(yùn)輸切換至備用通行路徑和備選卸載區(qū)，更新土方調(diào)配規(guī)劃方案。

9、在一種可選的實(shí)施例中，

10、獲取施工場地地形數(shù)據(jù)，將施工場地劃分為施工單元網(wǎng)格包括：

11、采用無人機(jī)獲取施工場地正射影像數(shù)據(jù)和表面高程數(shù)據(jù)，通過地面激光雷達(dá)獲取施工場地點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將所述正射影像數(shù)據(jù)、表面高程數(shù)據(jù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過特征點(diǎn)匹配實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn)，去除植被和地表建筑物信息得到施工場地地形數(shù)據(jù)；

12、對(duì)所述施工場地地形數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合計(jì)算坡度值，根據(jù)所述坡度值的變化確定地形特征點(diǎn)，將相鄰地形特征點(diǎn)連接形成地形骨架線，基于所述地形骨架線將施工場地劃分為地貌單元；

13、根據(jù)所述地貌單元內(nèi)坡度值的變化幅度確定網(wǎng)格基準(zhǔn)尺寸，采用逐級(jí)分割方式將所述地貌單元?jiǎng)澐譃槭┕卧W(wǎng)格，使所述施工單元網(wǎng)格的邊界與所述地形骨架線重合。

14、在一種可選的實(shí)施例中，

15、在施工單元網(wǎng)格中沿深度方向采集土壤密實(shí)度、含水率和承載力數(shù)據(jù)，生成土壤物理特性垂直分布曲線包括：

16、在施工單元網(wǎng)格中布設(shè)土壤物理特性檢測裝置，所述土壤物理特性檢測裝置包括土壤密實(shí)度檢測單元、土壤含水率檢測單元和土壤承載力檢測單元，所述土壤物理特性檢測裝置沿深度方向間隔布設(shè)；

17、采集不同深度的土壤密實(shí)度數(shù)據(jù)、土壤含水率數(shù)據(jù)和土壤承載力數(shù)據(jù)并進(jìn)行多尺度分解，獲取不同尺度下的分解系數(shù)，計(jì)算相鄰尺度分解系數(shù)的差值，將所述差值超過預(yù)設(shè)深度閾值的深度位置確定為土壤物理特性突變深度；

18、以所述土壤物理特性突變深度為界將土壤剖面劃分為多個(gè)土層單元，對(duì)每個(gè)土層單元內(nèi)的土壤密實(shí)度數(shù)據(jù)、土壤含水率數(shù)據(jù)和土壤承載力數(shù)據(jù)進(jìn)行概率密度分析，獲取土壤物理特性數(shù)據(jù)的分布中值，將所述分布中值作為土層單元的土壤物理特性代表值；

19、基于相鄰?fù)翆訂卧耐寥牢锢硖匦源碇禈?gòu)建土層過渡函數(shù)，采用分段連續(xù)曲線對(duì)所述土層過渡函數(shù)進(jìn)行擬合，生成反映土壤物理特性隨深度連續(xù)變化的土壤物理特性垂直分布曲線。

20、在一種可選的實(shí)施例中，

21、根據(jù)垂直分布曲線拐點(diǎn)位置劃分土層界面，并根據(jù)土層物理特性確定土層開挖順序和開挖工藝參數(shù)，計(jì)算施工單元網(wǎng)格挖填方工作量，結(jié)合土層物理特性確定土方調(diào)運(yùn)時(shí)序，建立土方調(diào)配規(guī)劃方案包括：

22、計(jì)算土壤物理特性垂直分布曲線的二階導(dǎo)數(shù)獲得斜率變化率，提取所述斜率變化率的波峰波谷位置作為曲線拐點(diǎn)，將所述曲線拐點(diǎn)劃分土層界面，記錄每個(gè)拐點(diǎn)處的土壤物理特性數(shù)值及變化幅度，根據(jù)所述變化幅度對(duì)土層界面位置進(jìn)行修正；

23、采集相鄰?fù)翆咏缑嬷g的土壤密實(shí)度、含水率和承載力的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，獲取所述監(jiān)測數(shù)據(jù)的波動(dòng)區(qū)間，對(duì)超出波動(dòng)區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，計(jì)算剔除后的物理特性加權(quán)平均值作為土層物理特性強(qiáng)度指標(biāo)；

24、根據(jù)所述土壤物理特性強(qiáng)度指標(biāo)將施工單元網(wǎng)格劃分為計(jì)算單元組，計(jì)算各計(jì)算單元組的挖填方體積，在各計(jì)算單元組設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)獲取土壤物理特性實(shí)時(shí)變化值，根據(jù)實(shí)時(shí)變化值與強(qiáng)度指標(biāo)的偏差率確定土層開挖順序；

25、基于計(jì)算單元組的挖填方體積和開挖順序進(jìn)行土方調(diào)配，將相鄰計(jì)算單元組之間的物理特性偏差率作為調(diào)配優(yōu)先級(jí)判斷依據(jù)，建立以運(yùn)距最短為目標(biāo)的土方運(yùn)輸路徑，生成滿足物理特性匹配要求的土方調(diào)配規(guī)劃方案。

26、在一種可選的實(shí)施例中，

27、監(jiān)測土方堆載過程中各施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)變化，當(dāng)施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)達(dá)到設(shè)定承載閾值時(shí)標(biāo)記為禁止卸載區(qū)，并從相鄰施工單元網(wǎng)格中選取滿足承載要求的網(wǎng)格作為備選卸載區(qū)包括：

28、在施工單元網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)應(yīng)力板和傾角傳感器，采集單元網(wǎng)格的豎向壓力值和傾斜角度，計(jì)算壓力隨時(shí)間的增量值與傾角變化量的乘積得到網(wǎng)格承載力變化率；

29、在相鄰網(wǎng)格的共邊處布設(shè)剪應(yīng)力傳感器，獲取網(wǎng)格間的剪應(yīng)力傳遞值，將剪應(yīng)力傳遞值與承載力變化率的比值計(jì)算得到網(wǎng)格承載狀態(tài)指標(biāo)；

30、當(dāng)單元網(wǎng)格的承載狀態(tài)指標(biāo)超過設(shè)定承載閾值，且所述網(wǎng)格與相鄰網(wǎng)格間的剪應(yīng)力傳遞值呈持續(xù)上升趨勢時(shí)，將所述單元網(wǎng)格標(biāo)記為禁止卸載區(qū)；

31、計(jì)算禁止卸載區(qū)周邊網(wǎng)格的承載狀態(tài)指標(biāo)，篩選出承載狀態(tài)指標(biāo)低于設(shè)定承載閾值且與禁止卸載區(qū)之間的剪應(yīng)力傳遞值呈下降趨勢的網(wǎng)格作為初選卸載區(qū)；

32、分析初選卸載區(qū)之間的剪應(yīng)力傳遞鏈，剔除剪應(yīng)力傳遞鏈形成閉環(huán)的網(wǎng)格組，將剩余網(wǎng)格確定為備選卸載區(qū)。

33、在一種可選的實(shí)施例中，

34、分析初選卸載區(qū)之間的剪應(yīng)力傳遞鏈，剔除剪應(yīng)力傳遞鏈形成閉環(huán)的網(wǎng)格組，將剩余網(wǎng)格確定為備選卸載區(qū)包括：

35、構(gòu)建初選卸載區(qū)網(wǎng)格應(yīng)力傳遞矩陣，將相鄰網(wǎng)格間的剪應(yīng)力傳遞值記入矩陣對(duì)應(yīng)位置，將不相鄰網(wǎng)格間的矩陣位置記為零值，生成應(yīng)力傳遞網(wǎng)絡(luò)；

36、采用深度優(yōu)先搜索方法對(duì)所述應(yīng)力傳遞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遍歷，記錄遍歷過程中的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)序列，將序列中重復(fù)出現(xiàn)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之間的傳遞路徑標(biāo)記為循環(huán)傳遞路徑，沿所述循環(huán)傳遞路徑的剪應(yīng)力方向，將路徑上相鄰網(wǎng)格間的剪應(yīng)力傳遞值累加，生成循環(huán)累積應(yīng)力值；

37、基于所述循環(huán)累積應(yīng)力值，計(jì)算循環(huán)傳遞路徑中各網(wǎng)格的豎向壓力與循環(huán)累積應(yīng)力值的應(yīng)力比，將應(yīng)力比超過設(shè)定閾值的網(wǎng)格組標(biāo)記為剔除網(wǎng)格；

38、計(jì)算剩余網(wǎng)格兩兩之間的剪應(yīng)力傳遞值與網(wǎng)格中心距離的比值，將所述比值除以第一網(wǎng)格豎向壓力值得到網(wǎng)格應(yīng)力影響因子，篩選網(wǎng)格應(yīng)力影響因子小于預(yù)設(shè)影響閾值的網(wǎng)格組合作為備選卸載區(qū)。

39、在一種可選的實(shí)施例中，

40、采集運(yùn)輸車輛通過路段時(shí)振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，計(jì)算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，當(dāng)路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于預(yù)設(shè)穩(wěn)定閾值時(shí)，將路段標(biāo)記為臨時(shí)管制區(qū)，并從多條可選路徑中篩選滿足通行條件的路段作為備用通行路徑包括：

41、采集車輛通過路段時(shí)的瞬時(shí)振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，并根據(jù)車輛通行時(shí)的前后兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)參數(shù)差值計(jì)算振動(dòng)傳遞衰減率，對(duì)所述振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)按頻段進(jìn)行分解，獲取各頻段能量值，將相鄰頻段的能量比值與振動(dòng)傳遞衰減率相結(jié)合，得到路段振動(dòng)衰減特征，并結(jié)合車輛通行前后的振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)對(duì)比結(jié)果，計(jì)算路段累積損傷程度，根據(jù)累積損傷程度確定路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)；

42、將所述路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)與預(yù)設(shè)穩(wěn)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于穩(wěn)定閾值時(shí)標(biāo)記為臨時(shí)管制區(qū)；

43、計(jì)算與所述臨時(shí)管制區(qū)相鄰的可選路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)的衰減梯度，根據(jù)衰減梯度的傳遞方向和速率，確定可選路段的穩(wěn)定性變化趨勢，基于可選路段的穩(wěn)定性變化趨勢，建立穩(wěn)定性衰減預(yù)測曲線，篩選穩(wěn)定性衰減速率低于預(yù)設(shè)衰減閾值的路段作為備用通行路徑。

44、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，

45、提供一種電子設(shè)備，包括：

46、處理器；

47、用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；

48、其中，所述處理器被配置為調(diào)用所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的指令，以執(zhí)行前述所述的方法。

49、本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，

50、提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述所述的方法。

51、在本實(shí)施例中，通過獲取施工場地地形數(shù)據(jù)并劃分為施工單元網(wǎng)格，結(jié)合土壤物理特性垂直分布曲線，能夠科學(xué)劃分土層界面，確定合理的開挖順序和工藝參數(shù)，提高土方開挖的精確性和效率，減少不必要的土方搬運(yùn)，降低施工成本。通過監(jiān)測土方堆載過程中各施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)變化，及時(shí)識(shí)別禁止卸載區(qū)并選擇備選卸載區(qū)，有效防止因局部超載導(dǎo)致的地基沉降和施工安全隱患，保障施工質(zhì)量和安全。通過采集運(yùn)輸車輛通過路段時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)參數(shù)，計(jì)算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，能夠動(dòng)態(tài)識(shí)別臨時(shí)管制區(qū)并選擇備用通行路徑，提高土方運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，減少因道路損壞導(dǎo)致的施工延誤，優(yōu)化整體施工進(jìn)度。