CN104280402A - 基于图像分析的路桥质量诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像分析的路桥质量诊断系统，包括数据处理中心、若干用于采集视频数据的摄像头、存储器、通讯中心、报警器，所述数据处理中心分别电连接至摄像头、存储器、通讯中心，所述报警器与通讯中心连接，所述存储器内存有路桥正常时的视频数据，数据处理中心将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，即可得出路桥是否正常，然后将处理结果发送至通讯中心，在由通讯中心通过报警器及显示器及时的向驾驶员和桥梁维护员发出报警信号，确保行驶安全，且无需人工的检测路桥，加快的诊断速度，大大的减少的事故发生。

Description

基于图像分析的路桥质量诊断系统

技术领域

本发明涉及一种基于图像分析的路桥质量诊断系统。

背景技术

公路交通是国民经济大动脉，而路桥工程结构则是公路交通的咽喉要道，在保障公路通畅中起着至关重要的作用。但是，路桥建成通车以后，随着时间的推移，种种因素会使路桥安全度有所下降，如：原设计未达到使用要求，施工未达到设计要求，路桥存在病害，材料老化、锈蚀而未及时养护，车辆荷载增大或交通量剧增，路桥伸缩缝损坏或桥面不平整对路桥结构带来的不利影响等等。目前，仅从车辆荷载增大和交通量剧增这一个因素来看，很多路桥就存在着巨大的安全隐患。 

我国经济建设的发展，对作为先行的交通建设提出了愈来愈高的要求。反映在公路运输方面，是交通量的不断增加和车辆载重的不断增大。过度的疲劳加速了大桥的夭折，以110国道为例，京银路(110国道)是晋煤外运通往北京市的一条主要干道，沿线有桥涵45座。建桥初期，该路日交通量仅为几百辆次/昼夜，其中多为解放、黄河等中型载重卡车，载重量为8-10吨。随着国民经济的发展，运煤车辆不断增加，交通量日益增大，单车轴重也逐渐加大，目前，交通量已达10000多辆次/昼夜，且车型多为重型载重卡车。大量运煤车辆超载超限运行(单车最大总重在百吨以上)，导致沿线坑洞频出，破损严重，桥面板普遍出现裂纹、渗水等病害，严重危及交通行车安全。 

同样的情况在一些发达国家也曾相当严重。例如，1967年，美国俄亥俄河上的银桥在交通高峰期间坍塌，造成46人死亡。而这场灾难竟然是由于路桥螺栓连接处的螺杆断裂引起的。桥的坍塌引起了人们对路桥结构安全性的重视。次年，美国启动了国家路桥检测计划，要求对公路上的路桥进行定期和不定期的检测。1971年，美国修订了《国家路桥检测标准》(NBIS)。NBIS要求，对6.1m以上路桥进行资产管理，并要求由专人至少2年进行一次定期检查。1978年，美国又开始实施公路路桥改建和维修加固项目(HBRBP)，目前美国已形成相当完善的路桥检测、评估和维护加固体系，使美国有缺陷路桥数量逐年下降。 

专家指出，公路路桥基本建设要经历3个阶段：新建阶段、新建与养护并重阶段、养护与改建阶段。从以上资料不难看出，以美国为代表的发达国家已经基本进入了养护与改建阶段。我国虽然新建路桥的任务仍很重，但也基本进入了新建与养护并重阶段，且养护、改建已成为重点任务。随着时间的推移，越来越多的路桥将达到或接近其设计使用年限，或因各种原因发生结构性缺损，桥的老化现象明显。因此，对旧桥进行安全评估和研究剩余承载能力的鉴定方法与技术手段已经成为当务之急。只有对这些旧桥的整体和各组成部件进行检查、检测，经过验算分析，必要时还需辅以相关试验，才能使其病害情况、损伤程度得到进一步的了解，并且对病害与损伤原因、现有承载能力、功能以及能否正常运营等作出鉴定，给出路桥安全状况的明确结论，同时还可提出需采取的措施及维修加固的建议。这样才能彻底消除公路交通中潜在的隐患，避免重大灾难性事故的发生。 

其次，在公路建设中，路桥工程不仅规模巨大，而且技术难度相对较高，施工质量很难完全达到设计要求，所以，当路桥竣工后，应该进行鉴定检测，其主要内容为测试梁跨结构的实际承载能力。通过对测试结果的综合分析，掌握路桥的技术状况，确定路桥的使用条件，提出路桥通车后的养护措施，有效地保证路桥结构物的使用安全与耐久性。 

基于以上原因，完善路桥检测方法、研制方便高效的检测仪器是现阶段路桥检测行业的重中之重，同时也为新桥验收、在役路桥健康检查及旧桥加固提供有力的技术支持。在路桥检测中，主要是检测路桥潜在病害，在诸多路桥病害中，路桥裂缝是比较难以检测的一种破损状态，也是危及路桥安全的最根本原因，精确检测路桥裂缝形态是检测的重点项目。 

传统的检测方法是人工视觉识别方法，通常裂缝的寻找和形态由调查人员通过显微镜测量记录，这种方法存在着需要封闭交通、检测作业工作量大、检测时间长、检测成本高、检测结果人为因素影响较大的缺点，同时检测人员需通过检测车或脚手架深入裂缝所在区域检测，这也为检测带来了很多无法预测的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于图像分析的路桥质量诊断系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于图像分析的路桥质量诊断系统，包括数据处理中心、若干用于采集视频数据的摄像头、存储器、通讯中心、报警器，所述数据处理中心分别电连接至摄像头、存储器、通讯中心，所述报警器与通讯中心连接，所述存储器内存有路桥正常时的视频数据，所述数据处理中心能够将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，并根据对比结构向通讯中心传递报警或正常的信号。

所述摄像头出设置有红外探测器，该红外探测器能够采集路桥晚上或低照度时的视频数据。

所述摄像头根据路桥的结构布置于应力集中点。

所述摄像头分别安装于路桥的桥跨结构、桥墩与路面连接处、拉索与支柱连接处和路桥路面。

所述存储器还可存储一定时间内的摄像头所采集的数据。

在路桥的出入口分别设置显示器，所述显示器与通讯中心连接并能显示路桥状态。

本发明的有益效果是：本发明中，数据处理中心将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，即可得出路桥是否正常，然后将处理结果发送至通讯中心，在由通讯中心通过报警器及显示器及时的向驾驶员和桥梁维护员发出报警信号，确保行驶安全，且无需人工的检测路桥，加快的诊断速度，大大的减少的事故发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统原理框图。

具体实施方式

参照图1，图1是本发明一个具体实施例的系统原理框图，如图所示，基于图像分析的路桥质量诊断系统，包括数据处理中心、若干用于采集视频数据的摄像头、存储器、通讯中心、报警器，所述数据处理中心分别电连接至摄像头、存储器、通讯中心，所述报警器与通讯中心连接，所述存储器内存有路桥正常时的视频数据，所述数据处理中心能够将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，并根据对比结构向通讯中心传递报警或正常的信号。

进一步，所述摄像头出设置有红外探测器，该红外探测器能够采集路桥晚上或低照度时的视频数据，使得本系统在夜间及低照度的情况下仍能获取路桥的图像数据。

优选的，所述摄像头根据路桥的结构布置于应力集中点，如可将摄像头分别安装于路桥的桥跨结构、桥墩与路面连接处、拉索与支柱连接处和路桥路面，提高探测的精度和准确性。

进一步，为方便维护人员了解路桥的工作状况，所述存储器还可存储一定时间内如1天、1星期等的摄像头所采集的数据。

优选的，在路桥的出入口分别设置显示器，所述显示器与通讯中心连接并能显示路桥状态。

本发明中，数据处理中心将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，即可得出路桥是否正常，然后将处理结果发送至通讯中心，在由通讯中心通过报警器及显示器及时的向驾驶员和桥梁维护员发出报警信号，确保行驶安全，且无需人工的检测路桥，加快的诊断速度，大大的减少的事故发生。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于:包括数据处理中心、若干用于采集视频数据的摄像头、存储器、通讯中心、报警器，所述数据处理中心分别电连接至摄像头、存储器、通讯中心，所述报警器与通讯中心连接，所述存储器内存有路桥正常时的视频数据，所述数据处理中心能够将摄像头采集到的视频数据与存储器内的数据对比，并根据对比结构向通讯中心传递报警或正常的信号。

2.根据权利要求1所述的基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于：所述摄像头出设置有红外探测器，该红外探测器能够采集路桥晚上或低照度时的视频数据。

3.根据权利要求1所述的基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于：所述摄像头根据路桥的结构布置于应力集中点。

4.根据权利要求3所述的基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于：所述摄像头分别安装于路桥的桥跨结构、桥墩与路面连接处、拉索与支柱连接处和路桥路面。

5.根据权利要求1所述的基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于：所述存储器还可存储一定时间内的摄像头所采集的数据。

6.根据权利要求1所述的基于图像分析的路桥质量诊断系统，其特征在于：在路桥的出入口分别设置显示器，所述显示器与通讯中心连接并能显示路桥状态。