(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111590731.2 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 北京中关村智连安全科 学研究院有 限公司 地址 102100 北京市延庆区延庆镇妫水 北 街5号院2号楼1至2层101 申请人 北京天下图数据技 术有限公司 (72)发明人 史雪静　孙广存　赵翔　张忠诚　 贾衍立　 (74)专利代理 机构 北京嘉途睿知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11793 专利代理师 李鹏 (51)Int.Cl. G08B 21/18(2006.01) G06Q 50/08(2012.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) (54)发明名称 一种高耸结构安全状态预警方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种高耸结构安全状态预警方 法及系统， 方法包括以下步骤： 根据高耸结构灾 害的发生原理、 发生过程和高耸结构的自身特 性， 确定预警监测模块需要监测的参数， 预警监 测模块可获得高耸结构的高耸结构自身特性、 环 境量指标、 动力学特征以及运动学指标； 确定每 个监测点的各个监测指标的权重值， 根据各个监 测指标的监测数值和权重值确定每个监测指标 的预警等级量， 根据每个监测指标的预警等级量 计算综合预警等级量； 根据综合预 警等级量确定 预警等级， 生成输出并展示预警信息； 根据不同 的预警等级 采取相应的应对措施。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114446017 A 2022.05.06 CN 114446017 A 1.一种高耸结构安全状态预警方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据高耸结构灾害的发生原理、 发生过程和高耸结构的自身特性， 确定预警监测模 块需要监测的参数， 预警监测模块可获得高耸结构的高耸结构自身 特性、 环境量指标、 动力 学特征以及运动学指标； S2、 确定每个监测点的各个监测指标的权重值， 根据各个监测指标的监测数值和权重 值确定每个监测指标的预警等级量， 根据每个监测指标的预警等级量计算综合预警等级 量； S3、 根据综合预警等级量确定预警等级， 生成输出并展示预警信息； S4、 根据不同的预警等级采取相应的应对措施。 2.根据权利要求1所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述高耸结构自身特性包括结构形式、 结构高度、 是否有自振； 所述环境 量指标包括 风速和气体浓度； 所述动力学 特征包括振幅、 固有振动频率和异常振动频次； 所述运动学指标包括 倾角量和位移量。 3.根据权利要求1所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述综合预警等级量FC等于每个监测点的各个监测指标N的预警等级量Fi之和： m为监测点数量， n为监测指标的数量， fm为第m个监测点的n个监测指标的预 警等级量之 和。 4.根据权利要求1所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述风速WS的预警等级量F1的计算公式如下： F1＝w1×WS， 当WS＞24.4时， WS＝24.4， w1为风速WS的权 重值； 所述气体浓度G的预警等级量F2的计算公式如下： F2＝w2×G， w2为气体浓度G的权 重值； 所述位移量D的预警等级量F3的计算公式如下： F3＝w3×D， 当D＞3时， D＝3， w3为位移量D的权 重值； 所述倾角量θ 的预警等级量F4的计算公式如下： F4＝w4×θ， 当θ ＞2时， θ ＝2， w4为倾角量θ 的权 重值； 所述倾角峰度Kur t(X)的预警等级量F5的计算公式如下： w5为倾角峰度Kur t(X)的权 重值； μ是均值， σ 为标准差， E是均值常数， X 是样本； 所述倾角偏度Skew(X)的预警等级量F6的计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114446017 A 2w6为倾角偏度Skew(X)的权 重值； k3是三阶累积量的唯一对称无偏估计， k2是二阶累积量的对称无偏估计； 所述固有振动频率的预警等级量F7的计算公式如下： F7＝w7×v； f0为初始固有振动频率， fn为实时测量的固有振动频率， v为安全度变化率， w7为固有振 动频率的权 重值； 所述异常振动频次的预警等级量F8的计算公式如下： F8＝w8×V×N， 当V×N＞8时， V ×N＝8； V为振动大小， N 为振动次数， w8为异常振动频次的权 重值； 所述振幅A的预警等级量F9的计算公式如下： F9＝w9×A， 当A＞2时， A＝2， w9为振幅A的权 重值。 5.根据权利要求4所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特征在于， 各个监测指标 的权重值根据高耸结构自身特性调整。 6.根据权利要求5所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特征在于， 结构高度越 高， 权重值w1越大， 高耸结构不涉及危险气体时， 权 重值w2设为0。 7.根据权利要求5所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特征在于， 结构高度越 高， 权重值w3、 w4、 w5、 w6越大， 结构上有自振的机组， 权 重值w3、 w4、 w5、 w6减小。 8.根据权利要求5所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特征在于， 结构上有自振 的机组， 结构高度越高， 权 重值w7、 w8、 w9越大。 9.根据权利要求1所述的一种高耸结构安全状态预警方法， 其特征在于， 预警等级分为 0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ五个等级， 分别对应绿、 蓝、 黄、 橙和红色预警。 10.一种高耸结构安全状态预警系统， 其特 征在于， 包括： 高耸结构监测数据模块， 用于获取并存储高耸结构的自身结构特性、 环境量指标、 动力 学特征以及运动学指标的数据； 综合预警等级量的计算模块， 通过高耸结构监测数据模块内各个监测指标的监测数值 和权重值计算综合预警等级量； 预警信息 输出模块， 用于生成输出并展示预警信息； 运维控制模块， 用于监测 和控制高耸结构安全状态预警系统各模块的运行状况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114446017 A 3