CN107270961A - 一种建筑物结构安全的监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑物结构安全的监测系统及方法，包括：结构安全监测设备、数据处理设备以及巡视设备；结构安全监测设备用于采集待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；数据处理设备用于在结构状态参数超过设定阈值时，向巡视设备发送前往预设位置的巡视指令；巡视设备用于根据巡视指令，前往预设位置并对预设位置进行图像的采集。本发明提供的技术方案解决了现有技术通过人工定期地来对建筑物的结构进行安全检测，所造成的实时性较差，部分区域高空作业难，检测内容不够全面等问题；解决了定期人工安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力以及检测人员安全性难以保障等问题；进而可以及时发现建筑物的问题，将安全隐患扼杀在摇篮中。

Description

一种建筑物结构安全的监测系统及方法

技术领域

本发明涉及安全检测技术领域，尤其涉及一种建筑物结构安全的监测系统及方法。

背景技术

采用一些仪器仪表设备来对大型建筑物的结构进行安全检测已经被广泛使用。但是受限于高昂的设备成本和安装成本，只能定期的来对建筑物的结构进行安全检测，实时性较差，且部分区域高空作业难，检测内容常常不够全面。

以火车站站房为例：

火车站站房主要分为站台、售票厅、候车厅、进站口、出站口等建筑。大部分火车站站房的建筑面积较大，进行定期人工结构安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力。

火车站站台雨棚的高度普遍在15米以上，有的甚至可以达到40米。在雨棚的修筑过程中，不可避免的出现施工工艺不到位，防风扣、铆钉没有按计划施工等情况。一些雨棚的设计方案不严密，缺少检修马道，以至于无法对屋面、吊顶、电线路和灯具等设施实施日常的检修工作。此外，由于客运站雨棚的高度普遍偏高，许多客运站的登高设施不能满足日常的检测需求，大多通过人工目测和望远镜的方式来对雨棚进行日常检测，存在检测死角，检测范围不够全面。

火车站站房的其他位置，如候车厅、售票厅等也有类似的问题，由此带来的是高昂的检测费用以及检测人员安全性的保障问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑物结构安全的监测系统，以克服现有技术对建筑物结构安全进行检测存在的实时性差、检测不全面以及检测人员安全性难以保障的问题。

为此目的，本发明提出了一种建筑物结构安全的监测系统，包括：

结构安全监测设备、数据处理设备以及巡视设备；

所述结构安全监测设备用于采集待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

所述数据处理设备用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，向所述巡视设备发送前往所述预设位置的巡视指令；

所述巡视设备用于根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

优选的，所述结构安全监测设备是根据所述待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略进行部署的。

优选的，所述结构安全监测设备包括：定位导航模块，以及应力传感器、振动传感器、加速度传感器、变形位移传感器、温湿度传感器和风速风压传感器中的至少一种。

优选的，所述巡视设备包括具有图像采集功能的机器人或具有图像采集功能的无人机。

优选的，所述数据处理设备还用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，发出报警信号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种建筑物结构安全的监测方法，该方法包括：

接收结构安全监测设备采集的待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

在所述结构状态参数超过设定阈值时，向巡视设备发送前往所述预设位置的巡视指令，以使巡视设备根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

优选的，该方法还包括：

根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

优选的，所述根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度，具体包括：

采用融合算法，融合所述结构安全监测设备采集的所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

优选的，该方法还包括：

根据所述待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备。

优选的，所述按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备具体包括：

根据所述待监测建筑物的承重区域、易损区域以及取电方便程度部署所述结构安全监测设备。

本发明实施例提供的建筑物结构安全的监测系统及方法，通过结构安全监测设备长期采集待监测建筑物的结构状态参数，在结构状态参数超过设定阈值时，使巡视设备前往预设位置并对预设位置进行图像的采集，从而解决了现有技术通过人工定期地来对建筑物的结构进行安全检测，所造成的实时性较差，部分区域高空作业难，检测内容不够全面等问题；解决了定期人工安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力以及检测人员安全性难以保障等问题；进而可以及时发现建筑物的问题，将安全隐患扼杀在摇篮中。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种建筑物结构安全的监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种建筑物结构安全的监测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种建筑物结构安全的监测系统，该装置包括：依次连接的结构安全监测设备11、数据处理设备12以及巡视设备13；

其中，所述结构安全监测设备11用于采集待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

所述数据处理设备12用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，向所述巡视设备13发送前往所述预设位置的巡视指令；

所述巡视设备13用于根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

需要说明的是，待监测建筑物可以为火车站的站房，包括售票厅、候车厅、站台等区域的建筑，通过在火车站站房的关键位置部署一些结构安全监测设备11对该建筑物的结构安全性进行长期在线监测。当监测到该建筑物的某一个或几个指标超出事先给定的合理的阈值时，规划路线并启动相应的巡视设备13对这个建筑物的一些关键位置进行图像采集，如视频拍摄。从而专业的维修人员可以根据采集的图像针对性地制定相应的维修方案，由此可以避免现有技术只能定期的来对建筑物的结构进行安全检测，实时性较差，且部分区域高空作业难，检测内容不够全面，定期人工安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力以及检测人员安全性难以保障等问题。

具体的，结构安全监测设备11可以是多种传感器，用以检测建筑物指定位置的结构状态参数，如变形、位移等。优选的，所述结构安全监测设备11可以包括：定位导航模块，以及应力传感器、振动传感器、加速度传感器、变形位移传感器、温湿度传感器和风速风压传感器中的至少一种。另外，也还可以包括地震动传感器等。该定位导航模块可以是兼容BD(北斗导航)+GPS(卫星导航)的定位导航模块，从而可以准确定位到结构状态参数异常的位置。需要说明的是，传感器可选择的范围较广，不限于上述列举的几类传感器，可以根据建筑物自身所需要的监测内容来进行选择。其中，结构安全监测设备11在施工时或者施工后均可进行部署，并可以采用就近取电的方式为结构安全监测设备11进行供电。优选的，该结构安全监测设备11可以是根据待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略进行部署的。具体的，所描述的空间部署策略主要考虑了建筑物结构的承重区域、易损区域以及取电的方便程度等因素。

进一步的，数据处理设备12可以是具有自主计算能力的计算机，能够接收来自结构安全监测设备11的结构状态参数。结构安全监测设备11采集的结构状态参数可以采用一跳或者多跳的方式发送至所述数据处理设备12的汇聚节点处，由汇聚节点进行后续的数据处理。数据处理设备12的汇聚节点比较接收的结构状态参数与设定阈值，在所述结构状态参数超过设定阈值时，认为该结构状态参数所属的位置存在不安全隐患，从而向巡视设备13发送前往该位置的巡视指令。其中，该阈值可以通过实验或查询资料进行确定。可选的，数据处理设备12的汇聚节点向巡视设备13发送的前往该位置的巡视指令可以包括前往该位置的巡视路线，其中，该巡视路线可以根据巡视设备13的起始位置以及目标位置进行规划。可选的，所述数据处理设备12还用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，发出报警信号。从而对工作人员进行提醒。

可选的，数据处理设备12还可以根据结构安全监测设备11采集的结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。具体的，数据处理设备12可以采用融合算法，融合所述结构安全监测设备11采集的所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。所采用的融合算法可以采用D-S判据算法、模糊算法等。需要说明的是，具体如何采用融合算法融合多种传感器的检测值来得到所需的数据，可以采用现有技术实现。在此不再赘述。

更进一步的，所述巡视设备13可以是包括具有图像采集功能的机器人或具有图像采集功能的无人机。巡视设备13依据数据处理设备12规划的路线，前往结构状态参数超出阈值的位置，采集该位置的图像信息，进行拍照或摄像。之后可以将采集的图像信息发送至车站指挥中心，由工作人员根据采集的图像制定维修方案。

综上，本发明实施例提供的建筑物结构安全的监测系统，通过结构安全监测设备11长期采集待监测建筑物的结构状态参数，在结构状态参数超过设定阈值时，使巡视设备13前往预设位置并对预设位置进行图像的采集，从而解决了现有技术通过人工定期地来对建筑物的结构进行安全检测所造成的实时性较差，部分区域高空作业难，检测内容不够全面等问题；解决了定期人工安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力以及检测人员安全性难以保障等问题；进而可以及时发现建筑物的问题，将安全隐患扼杀在摇篮中。

另一方面，如图2所示，本发明实施例还提供了一种建筑物结构安全的监测方法，该方法可以采用上述实施例所述的建筑物结构安全的监测系统，该方法包括以下步骤：

S1：接收结构安全监测设备11采集的待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

S2：在所述结构状态参数超过设定阈值时，向巡视设备13发送前往所述预设位置的巡视指令，以使巡视设备13根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

具体的，该方法可以以上述系统实施例中的数据处理装置为执行主体，数据处理设备12接收结构安全监测设备11采集的待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；数据处理设备12在所述结构状态参数超过设定阈值时，向巡视设备13发送前往所述预设位置的巡视指令，以使巡视设备13根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

本发明实施例提供的建筑物结构安全的监测方法，通过结构安全监测设备11长期采集待监测建筑物的结构状态参数，在结构状态参数超过设定阈值时，使巡视设备13前往预设位置并对预设位置进行图像的采集，从而解决了现有技术通过人工定期地来对建筑物的结构进行安全检测，所造成的实时性较差，部分区域高空作业难，检测内容不够全面等问题；解决了定期人工安全检测的工作量大，需要消耗大量的人力物力以及检测人员安全性难以保障等问题；进而可以及时发现建筑物的问题，将安全隐患扼杀在摇篮中。

优选的，本发明实施例提供的方法还包括：

根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

优选的，所述根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度，具体包括：

采用融合算法，融合所述结构安全监测设备11采集的所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

优选的，本发明实施例提供的方法还包括：

根据所述待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备11。

优选的，所述按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备11具体包括：

根据所述待监测建筑物的承重区域、易损区域以及取电方便程度部署所述结构安全监测设备11。

对于与系统对应的建筑物结构安全的监测方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，达到的技术效果也与系统实施例起到的效果相同，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种建筑物结构安全的监测系统，其特征在于，包括：

结构安全监测设备、数据处理设备以及巡视设备；

所述结构安全监测设备用于采集待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

所述数据处理设备用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，向所述巡视设备发送前往所述预设位置的巡视指令；

所述巡视设备用于根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构安全监测设备是根据所述待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略进行部署的。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构安全监测设备包括：定位导航模块，以及应力传感器、振动传感器、加速度传感器、变形位移传感器、温湿度传感器和风速风压传感器中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述巡视设备包括具有图像采集功能的机器人或具有图像采集功能的无人机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理设备还用于在所述结构状态参数超过设定阈值时，发出报警信号。

6.一种建筑物结构安全的监测方法，其特征在于，包括：

接收结构安全监测设备采集的待监测建筑物的预设位置的结构状态参数；

在所述结构状态参数超过设定阈值时，向巡视设备发送前往所述预设位置的巡视指令，以使巡视设备根据所述巡视指令，前往所述预设位置并对所述预设位置进行图像的采集。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度，具体包括：

采用融合算法，融合所述结构安全监测设备采集的所述结构状态参数，确定所述待监测建筑物的预设位置的损坏程度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述待监测建筑物的外观结构，并按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述按照预设的空间部署策略部署所述结构安全监测设备具体包括：

根据所述待监测建筑物的承重区域、易损区域以及取电方便程度部署所述结构安全监测设备。