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

背景技術：

1、隨著大型光伏電站建設規(guī)模不斷擴大，施工場地地形復雜程度和土方工程量顯著提升，傳統(tǒng)施工經(jīng)驗難以滿足大規(guī)模土方平衡和運輸調(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)驗進行土方平衡和運輸路徑規(guī)劃，缺乏對土壤物理特性垂直分布規(guī)律的精細化分析，無法準確評估施工區(qū)域承載狀態(tài)和運輸通道穩(wěn)定性，導致施工過程中頻繁出現(xiàn)超載堆放和路面失穩(wěn)情況，嚴重影響施工效率和質量。

3、施工區(qū)域承載狀態(tài)和運輸通道穩(wěn)定性動態(tài)變化難以及時感知和預警，現(xiàn)有土方調(diào)配方案缺乏實時優(yōu)化和動態(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)測評估方法，實現(xiàn)土方平衡與運輸路徑的動態(tài)優(yōu)化規(guī)劃。

技術實現(xiàn)思路

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

2、本發(fā)明實施例的第一方面，

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)，計算施工單元網(wǎng)格挖填方工作量，結合土層物理特性確定土方調(diào)運時序，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，當施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)達到設定承載閾值時標記為禁止卸載區(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、采集運輸車輛通過路段時振動響應參數(shù)，計算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，當路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于預設穩(wěn)定閾值時，將路段標記為臨時管制區(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)分布和臨時管制區(qū)分布，將土方運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)，通過地面激光雷達獲取施工場地點云數(shù)據(jù)，將所述正射影像數(shù)據(jù)、表面高程數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù)通過特征點匹配實現(xiàn)配準，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、對所述施工場地地形數(shù)據(jù)進行曲面擬合計算坡度值，根據(jù)所述坡度值的變化確定地形特征點，將相鄰地形特征點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)格基準尺寸，采用逐級分割方式將所述地貌單元劃分為施工單元網(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、在一種可選的實施例中，

15、在施工單元網(wǎng)格中沿深度方向采集土壤密實度、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；

17、采集不同深度的土壤密實度數(shù)據(jù)、土壤含水率數(shù)據(jù)和土壤承載力數(shù)據(jù)并進行多尺度分解，獲取不同尺度下的分解系數(shù)，計算相鄰尺度分解系數(shù)的差值，將所述差值超過預設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土層單元，對每個土層單元內(nèi)的土壤密實度數(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、基于相鄰土層單元的土壤物理特性代表值構建土層過渡函數(shù)，采用分段連續(xù)曲線對所述土層過渡函數(shù)進行擬合，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、在一種可選的實施例中，

21、根據(jù)垂直分布曲線拐點位置劃分土層界面，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)，計算施工單元網(wǎng)格挖填方工作量，結合土層物理特性確定土方調(diào)運時序，建立土方調(diào)配規(guī)劃方案包括：

22、計算土壤物理特性垂直分布曲線的二階導數(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，將所述曲線拐點劃分土層界面，記錄每個拐點處的土壤物理特性數(shù)值及變化幅度，根據(jù)所述變化幅度對土層界面位置進行修正；

23、采集相鄰土層界面之間的土壤密實度、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)的波動區(qū)間，對超出波動區(qū)間的數(shù)據(jù)進行剔除，計算剔除后的物理特性加權平均值作為土層物理特性強度指標；

24、根據(jù)所述土壤物理特性強度指標將施工單元網(wǎng)格劃分為計算單元組，計算各計算單元組的挖填方體積，在各計算單元組設置監(jiān)測點獲取土壤物理特性實時變化值，根據(jù)實時變化值與強度指標的偏差率確定土層開挖順序；

25、基于計算單元組的挖填方體積和開挖順序進行土方調(diào)配，將相鄰計算單元組之間的物理特性偏差率作為調(diào)配優(yōu)先級判斷依據(jù)，建立以運距最短為目標的土方運輸路徑，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，當施工單元網(wǎng)格承載狀態(tài)達到設定承載閾值時標記為禁止卸載區(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)布設應力板和傾角傳感器，采集單元網(wǎng)格的豎向壓力值和傾斜角度，計算壓力隨時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)格的共邊處布設剪應力傳感器，獲取網(wǎng)格間的剪應力傳遞值，將剪應力傳遞值與承載力變化率的比值計算得到網(wǎng)格承載狀態(tài)指標；

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

31、計算禁止卸載區(qū)周邊網(wǎng)格的承載狀態(tài)指標，篩選出承載狀態(tài)指標低于設定承載閾值且與禁止卸載區(qū)之間的剪應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)之間的剪應力傳遞鏈，剔除剪應力傳遞鏈形成閉環(huán)的網(wǎng)格組，將剩余網(wǎng)格確定為備選卸載區(qū)。

33、在一種可選的實施例中，

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

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

36、采用深度優(yōu)先搜索方法對所述應力傳遞網(wǎng)絡進行遍歷，記錄遍歷過程中的網(wǎng)格節(jié)點序列，將序列中重復出現(xiàn)的網(wǎng)格節(jié)點之間的傳遞路徑標記為循環(huán)傳遞路徑，沿所述循環(huán)傳遞路徑的剪應力方向，將路徑上相鄰網(wǎng)格間的剪應力傳遞值累加，生成循環(huán)累積應力值；

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

38、計算剩余網(wǎng)格兩兩之間的剪應力傳遞值與網(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)格應力影響因子，篩選網(wǎng)格應力影響因子小于預設影響閾值的網(wǎng)格組合作為備選卸載區(qū)。

39、在一種可選的實施例中，

40、采集運輸車輛通過路段時振動響應參數(shù)，計算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，當路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于預設穩(wěn)定閾值時，將路段標記為臨時管制區(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的瞬時振動響應參數(shù)，并根據(jù)車輛通行時的前后兩個監(jiān)測點參數(shù)差值計算振動傳遞衰減率，對所述振動響應參數(shù)按頻段進行分解，獲取各頻段能量值，將相鄰頻段的能量比值與振動傳遞衰減率相結合，得到路段振動衰減特征，并結合車輛通行前后的振動響應參數(shù)對比結果，計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)與預設穩(wěn)定閾值進行比較，當路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)低于穩(wěn)定閾值時標記為臨時管制區(qū)；

43、計算與所述臨時管制區(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)定性衰減預測曲線，篩選穩(wěn)定性衰減速率低于預設衰減閾值的路段作為備用通行路徑。

44、本發(fā)明實施例的第二方面，

45、提供一種電子設備，包括：

46、處理器；

47、用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器；

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

49、本發(fā)明實施例的第三方面，

50、提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序指令，所述計算機程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述所述的方法。

51、在本實施例中，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，結合土壤物理特性垂直分布曲線，能夠科學劃分土層界面，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，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，及時識別禁止卸載區(qū)并選擇備選卸載區(qū)，有效防止因局部超載導致的地基沉降和施工安全隱患，保障施工質量和安全。通過采集運輸車輛通過路段時的振動響應參數(shù)，計算路段穩(wěn)定狀態(tài)指數(shù)，能夠動態(tài)識別臨時管制區(qū)并選擇備用通行路徑，提高土方運輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，減少因道路損壞導致的施工延誤，優(yōu)化整體施工進度。