买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉东南大学申请的专利基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119845170B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411876925.2，技术领域涉及：G01B11/16；该发明授权基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法是由丁珣昊;王坤;马涛;肖柏彤;王旭召;陈丰;董政显;彭鹏;田沛欣;陆翔宇设计研发完成，并于2024-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法在说明书摘要公布了：本发明公开基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法，包括如下步骤：S1、根据隧道竣工段点云数据，构建融合BIM与三维点云技术的隧道‑地质综合体模型；S2、采用FBG和增量传感，对隧道进行全寿命周期变形实时监测；S3、构建LGBM代理模型，更新施工期隧道结构变形预测；S4、构建GAT‑LSTM模型，预测隧道服役期结构变形；S5、构建基于强度折减和尖点突变理论的隧道结构变形分级预警方法；S6、构建基于数字孪生的隧道监测与预警系统。本发明基于数字孪生技术，融合地层信息及高精度空间数据实现隧道‑地质综合体结构重构，提出隧道施工及服役期实时变形监测、预警方法与孪生系统，保障隧道结构全寿命周期服役安全与失效风险前置预警。

本发明授权基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法在权利要求书中公布了：1.基于数字孪生的盾构隧道全寿命结构变形监测与预警方法，其特征在于：包含如下步骤： S1、根据隧道竣工段点云数据，构建融合BIM与三维点云技术的隧道-地质综合体模型； S2、采用FBG和增量传感，对隧道进行全寿命周期变形实时监测； S3、构建LGBM代理模型，更新施工期隧道结构变形预测； S4、构建GAT-LSTM模型，预测隧道服役期结构变形； S5、构建基于强度折减和尖点突变理论的隧道结构变形分级预警方法； S51、在Abaqus软件中建立三维地质模型，根据隧道埋深、开挖半径、三维空间坐标信息定义隧道及盾构壳的位置和形状，同时根据材料属性和地层参数为隧道、盾构壳和地层赋予材料属性，施工期需基于盾构机实际施工状态动态调整并实时模拟施工过程，针对隧道特定断面在不同阶段下等间距取用不同强度折减系数K＝{K1,K2,K3,K4…}进行模拟分析，并分别得到相应的围岩塑性变形能增量ΔUP和突变特征值Δ，绘制并拟合ΔUP与K的关系曲线；将ΔUP出现急剧突变且Δ由正值变为负值时的状态判定为极限状态，对应的隧道纵向变形Ul_cUl_s、周边收敛Uc_cUl_s及拱顶下沉Us_cUl_s即为相应状态下该断面的变形极限值Uo＝{Ul_o、Uc_o、Us_o}，基于变形极限值的平均三等分点划分红色、橙色、黄色、绿色四个预警等级，各预警等级范围分别为[Uo，+∞、和得到相应的围岩塑性变形能增量ΔUP和突变特征值Δ的公式如下： 式中：m为折减次数；n为塑性单元数量；σij为塑性单元i的第j次强度折减时的应力；Δεij为塑性单元i的第j次强度折减时的应变增量；a1、a2、a3、a4是由ΔUP和折减系数K以最小二乘法拟合得到的四次多项式待定系数； S52、将隧道埋深H、地层内摩擦角φ、黏聚力c、不同施工阶段下的围岩接触压力Fmn、平均刀盘转速N、平均刀盘扭矩T、盾构推进速度V、变形监测面与掘进面的距离x以及断面的变形极限值Ul_o、Uc_o和Us_o数据构建为数据集，建立BP模型并训练，将训练好的BP模型迁移到隧道的其他断面的新数据集进行训练，冻结BP模型的前几层，训练后几层BP模型参数或增加新的模型层； S53、由步骤S51和步骤S52得到各监测断面在施工期下的分级预警范围，结合隧道断面变形监测值或预测值进行隧道施工期的风险预警； S54、将步骤S51和步骤S52中施工期的参数删除，重新执行步骤S51和S52，得到各监测断面在服役期下的分级预警范围，结合隧道断面变形监测值或预测值进行隧道服役期实时风险预警，所述施工期的参数包括：围岩接触压力Fmn、平均刀盘转速N、平均刀盘扭矩T、盾构推进速度V以及变形监测面与掘进面的距离x； S55、根据步骤S53和步骤S54进行隧道全寿命周期实时风险预警； S6、构建基于数字孪生的隧道监测与预警系统； S61、通过传感器采集隧道三维点云数据、全寿命周期结构变形信息以及盾构施工状态，对获取的数据进行标准化处理并编码为JSON格式，经由通讯传输模块传输到服务器，所述通讯传输模块由布置在隧道内提供Zigbee、CAN总线和TCPIP协议的接口传输基站、供电设备、GPRS模块、Zigbee模块和ARM9处理器； S62、盾构隧道数字孪生管理平台包含盾构隧道设计与建模模块、结构变形预测及预警模块和用户界面与交互模块；基于盾构隧道数字孪生管理平台访问服务器中的数据库并处理各种数据，实现隧道-地质综合体虚拟模型构建，基于隧道施工期及服役期的结构变形预测模型与分级预警方法，实现盾构隧道全寿命周期全空间变形预测与风险预警；在隧道数字孪生管理平台提供三维可视化界面，以BIM模型为数据载体，实时传输、更新并同步渲染隧道变形状况、盾构施工状态和预警状态评估。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人东南大学，其通讯地址为：210000 江苏省南京市玄武区四牌楼2号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。