本发明涉及数据管理，具体涉及一种跨海大桥桩基施工质量数字化管理方法。
背景技术：
1、跨海大桥是指跨越海湾或近海海域的桥梁，是陆上交通高速公路网和铁路网的补充，具有缩短陆上交通的距离、加强地区间经济联系、实现不同地区之间优势互补等优势。同时，跨海大桥具有跨度大、所处海洋环境恶劣、地质环境复杂等特点，所以，跨海大桥的设计和建设的技术要求更高。跨海大桥的基础多选用桩基础，桩基础大部分或者全部常年浸泡在海水中，海水中的潮汐和汛期水位变化引起的干湿交替作用、漂流物及船舶的撞击等影响因素会对桩基产生损坏。而桩基是跨海大桥的基础结构，因此，在跨海大桥的运营阶段，需要对桩基的质量进行监测，保障跨海大桥的安全运营。
2、跨海大桥桩基础受多种外界因素的影响，所以，需要采集影响跨海大桥桩基质量的多种类监测数据，再对多种类监测数据使用聚类算法进行聚类，实现对跨海大桥桩基施工质量监测数据的分类管理。但是，对桩基础的质量产生影响的多种类监测数据较为杂乱，会对监测数据状态样本归属目标分析的准确性产生影响，导致对跨海大桥桩基施工质量监测出现较大偏差。
技术实现思路
1、本发明提供一种跨海大桥桩基施工质量数字化管理方法，以解决现有的对跨海大桥桩基施工质量监测精确度不足问题，所采用的技术方案具体如下：
2、本发明一个实施例提供了一种跨海大桥桩基施工质量数字化管理方法，该方法包括以下步骤：
3、采集跨海大桥桩基的监测数据，获取桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列；
4、根据桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列，获取第一桩基承载系数、第二桩基承载系数、第三桩基承载系数和第四桩基承载系数；
5、根据第一桩基承载系数、第二桩基承载系数、第三桩基承载系数和第四桩基承载系数获取桩基状态增益系数，根据桩基状态增益系数确定第一数据序列和第二数据序列，进而确定第一数据序列和第二数据序列对应的桩基状态增益系数和待聚类映射样本；
6、根据第一数据序列和第二数据序列对应的桩基状态增益系数获取自适应权值参数，根据获取自适应权值参数对待聚类映射样本进行聚类，获取多个聚类簇，进而获取特征数据集，根据特征数据集实现对跨海大桥桩基施工质量的数字化管理。
7、进一步，所述跨海大桥桩基的监测数据，包括但不限于桩基竖直位移数据、桩基水平位移数据、桩基倾斜数据和桩基应力数据。
8、进一步，所述采集跨海大桥桩基的监测数据，获取桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列，包括的具体方法为：
9、将采集的跨海大桥桩基的桩基竖直位移数据按照获取的时间顺序进行排列，获取桩基竖直位移数据序列；
10、将采集的跨海大桥桩基的桩基水平位移数据按照获取的时间顺序进行排列，获取桩基水平位移数据序列；
11、将采集的跨海大桥桩基的桩基倾斜数据按照获取的时间顺序进行排列，获取桩基倾斜数据序列；
12、将采集的跨海大桥桩基的桩基应力数据按照获取的时间顺序进行排列，获取桩基应力数据序列。
13、进一步，所述根据桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列，获取第一桩基承载系数、第二桩基承载系数、第三桩基承载系数和第四桩基承载系数，包括的具体方法为：
14、获取桩基竖直位移数据序列中的突变点，突变点将桩基竖直位移数据序列划分为多个分割子序列；
15、获取每个分割子序列的均方差，将桩基竖直位移数据序列中每个分割子序列的均方差按照分割子序列在桩基竖直位移数据序列中的顺序排列，获取桩基状态序列；
16、剔除桩基状态序列中分割子序列的均方差等于数字0的数据，获取桩基状态调整序列；
17、分别将桩基状态调整序列中每个数据作为待分析数据，将桩基状态调整序列中待分析数据在桩基状态序列中的位置记为待分析数据的第一位置，将桩基状态调整序列中待分析数据的前一个位置的数据在桩基状态序列中的位置记为待分析数据的第二位置；
18、将待分析数据的第一位置与第二位置的差值的平方记为待分析数据的第一平方；
19、将桩基状态调整序列中所有数据的第一平方的和记为第一和值；
20、将桩基状态序列中包含的数据的数量、桩基状态调整序列中所有分割子序列中包含的数据数量的均值与第一和值的乘积记为第一乘积；
21、将第一乘积与桩基状态调整序列中包含的数据数量的比值记为桩基承载系数；
22、分别根据桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列、桩基应力数据序列获取桩基承载系数；
23、将根据桩基竖直位移数据序列获取的桩基承载系数记为第一桩基承载系数，根据桩基水平位移数据序列获取的桩基承载系数记为第二桩基承载系数、根据桩基倾斜数据序列获取的桩基承载系数记为第三桩基承载系数、根据桩基应力数据序列获取的桩基承载系数记为第四桩基承载系数。
24、进一步，所述根据第一桩基承载系数、第二桩基承载系数、第三桩基承载系数和第四桩基承载系数获取桩基状态增益系数，包括的具体方法为：
25、分别获取桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列的变异系数，将根据桩基竖直位移数据序列获取的变异系数记为第一变异系数，根据桩基水平位移数据序列获取的变异系数记为第二变异系数、根据桩基倾斜数据序列获取的变异系数记为第三变异系数、根据桩基应力数据序列获取的变异系数记为第四变异系数；
26、将第一变异系数与第一变异系数的差值的绝对值和第一桩基承载系数与第一桩基承载系数的差值的绝对值的乘积记为第二乘积；
27、将第一变异系数与第二变异系数的差值的绝对值和第一桩基承载系数与第二桩基承载系数的差值的绝对值的乘积记为第三乘积；
28、将第一变异系数与第三变异系数的差值的绝对值和第一桩基承载系数与第三桩基承载系数的差值的绝对值的乘积记为第四乘积；
29、将第一变异系数与第四变异系数的差值的绝对值和第一桩基承载系数与第四桩基承载系数的差值的绝对值的乘积记为第五乘积；
30、将第二乘积、第三乘积、第四乘积和第五乘积的均值记为桩基竖直位移数据序列对应的桩基状态增益系数；
31、获取桩基水平位移数据序列对应的桩基状态增益系数、桩基倾斜数据序列对应的桩基状态增益系数和桩基应力数据序列对应的桩基状态增益系数。
32、进一步，所述根据桩基状态增益系数确定第一数据序列和第二数据序列，包括的具体方法为：
33、获取所有桩基状态增益系数的最大值和第二大的值，将桩基状态增益系数的最大值对应的数据序列记为第一数据序列，将桩基状态增益系数的第二大值对应的数据序列记为第二数据序列。
34、进一步，所述进而确定第一数据序列和第二数据序列对应的桩基状态增益系数和待聚类映射样本，包括的具体方法为：
35、获取第一数据序列和第二数据序列对应的桩基状态增益系数；
36、建立映射散点图，映射散点图的横轴为第一数据序列对应的跨海大桥桩基的监测数据，纵轴为第二数据序列对应的跨海大桥桩基的监测数据；
37、将映射散点图中的散点对应的跨海大桥桩基的监测数据记为待聚类映射样本。
38、进一步，所述根据第一数据序列和第二数据序列对应的桩基状态增益系数获取自适应权值参数，包括的具体方法为：
39、将第一数据序列对应的桩基状态增益系数与第二数据序列对应的桩基状态增益系数的和的归一化值记为第一归一化值；
40、将第一归一化值与自适应权值参数的和记为自适应权值参数。
41、进一步，所述根据获取自适应权值参数对待聚类映射样本进行聚类，获取多个聚类簇，进而获取特征数据集，包括的具体方法为：
42、将自适应权值参数作为权值，对所有待聚类映射样本进行聚类，得到多个聚类簇；
43、统计同一聚类簇内包含的同一种类跨海大桥桩基的监测数据的均方差，将聚类簇记为均方差最大值对应的数据种类的特征数据集。
44、进一步，所述根据特征数据集实现对跨海大桥桩基施工质量的数字化管理，包括的具体方法为：
45、将不同数据种类的特征数据集分别进行压缩，将压缩的数据存储到跨海大桥桩基质量监测系统中，完成对跨海大桥桩基监测数据的分类存储管理。
46、本发明的有益效果是：
47、本发明通过对采集的跨海大桥桩基的监测数据获取的桩基竖直位移数据序列、桩基水平位移数据序列、桩基倾斜数据序列和桩基应力数据序列进行分析，根据水环境在不同的时刻对跨海大桥桩基产生的影响不同，且不同影响因素的影响状态变化迅速的特征，评价监测数据序列的状态差异性，获取每个数据序列的桩基承载系数；根据桩基承载系数获取桩基竖直位移数据序列对应的桩基状态增益系数，进而确定待聚类映射样本，在待聚类映射样本的确定过程中考虑跨海大桥桩基在不同位置和不同时间段受海水影响状态的不同，提高对跨海大桥桩基质量监测数据的状态样本归属目标分析的准确性；根据桩基状态增益系数确定待聚类映射样本的权值参数，根据获取自适应权值参数对待聚类映射样本进行聚类，获取特征数据集，提高对跨海大桥桩基质量监测数据的聚类精度，根据特征数据集实现对跨海大桥桩基施工质量的数字化管理，解决现有的对跨海大桥桩基施工质量监测精确度不足问题，使跨海大桥桩基质量监测数据的分类管理更加准确。