CN107860425A - 一种桥梁结构健康监测与预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁结构健康监测与预警系统，涉及桥梁监测技术领域，本发明包括数据采集监测子系统、数据库管理子系统和安全评估预警子系统，可实时而全面获得监测数据，实现集数据管理、结构健康监测、安全评估、信息报警为一体的监控系统，以达到提高传统人工检测方法滞后性及其低效性等问题。本发明还公开了一种采用桥梁结构健康监测与预警系统的桥梁结构健康监测与预警方法。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁监测技术领域，具体涉及一种桥梁结构健康监测与预警系统及方法。
背景技术
传统的桥梁结构监测工作是采用人工检测手段定期或不定期分别对桥梁结构的关键部位进行检测，并将现场测试数据人工分析处理。人力成本高，容易出现主观误差。且对于大型的桥梁，其主要承重构件数量众多、尺寸巨大，运营过程构件直接受力关系非常复杂。如果沿用传统的检测方法，监测效率低，检测人员工作量极大。
传统的桥梁人工检测方法不仅监测效率低，造成了桥梁运营成本的提高和资源配置的不合理性，同时，发现桥梁结构存在缺陷以及形变信号，也没有对应的报警机制。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桥梁结构健康监测与预警系统及方法，实时而全面获得监测数据，实现集数据管理、结构健康监测、安全评估、信息报警为一体的监控系统。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种桥梁结构健康监测与预警系统：包括数据采集监测子系统、数据库管理子系统、安全评估预警子系统和用户界面子系统；
所述数据采集监测子系统包括传感器模块、数据采集及传输模块与控制模块；所述传感器模块用于现场采集监测数据，所述数据采集及传输模块用于采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至所述数据库管理子系统；数据处理与控制模块用于控制传感器模块以及控制数据采集及传输模块的工作；
所述数据库管理子系统用于存储桥梁基本信息数据以及所述数据采集监测子系统发送的监测数据；还用于存储所述安全评估预警子系统发送的预警信息数据以及所述用户界面子系统发送的系统管理信息数据；
所述安全评估预警子系统包括安全评估模块和报警模块，所述安全评估模块用于访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；所述报警模块根据安全评估结果输出报警信息；
所述用户界面子系统包括系统管理接口模块、数据显示模块和数据查询模块，所述系统管理接口模块用于向用户提供系统管理的人机交互接口，所述数据显示模块用于显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，所述数据查询模块用于向用户提供数据查询的人机交互接口。
在上述技术方案的基础上，所述传感器模块由布置在桥梁结构内部或桥面的的各类传感器组成。
在上述技术方案的基础上，所述传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。
在上述技术方案的基础上，所述数据采集及传输模块由布置在桥梁结构内部或桥面的采集信号调理设备、采集计算机和交换机网络组成。
在上述技术方案的基础上，所述控制模块包括工作站和服务器。
本发明还公开了一种采用桥梁结构健康监测与预警系统的桥梁结构健康监测与预警方法：
通过数据处理与控制模块控制所述传感器模块现场采集监测数据；
通过数据处理与控制模块控制所述数据采集及传输模块采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至所述数据库管理子系统；
通过所述安全评估模块访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；
通过所述报警模块根据安全评估结果输出报警信息。
在上述技术方案的基础上，通过所述系统管理接口模块向用户提供系统管理的人机交互接口。
在上述技术方案的基础上，通过所述数据显示模块显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据。
在上述技术方案的基础上，通过所述数据查询模块向用户提供数据查询的人机交互接口。
在上述技术方案的基础上，所述传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明包括数据采集监测子系统、数据库管理子系统和安全评估预警子系统，可实时而全面获得监测数据，实现集数据管理、结构健康监测、安全评估、信息报警为一体的监控系统，以达到提高传统人工检测方法滞后性及其低效性等问题。
附图说明
图1为本发明实施例中桥梁结构健康监测与预警系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种桥梁结构健康监测与预警系统，包括数据采集监测子系统、数据库管理子系统、安全评估预警子系统和用户界面子系统；
数据采集监测子系统包括传感器模块、数据采集及传输模块与控制模块；传感器模块用于现场采集监测数据，数据采集及传输模块用于采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至数据库管理子系统；数据处理与控制模块用于控制传感器模块以及控制数据采集及传输模块的工作；
数据库管理子系统用于存储桥梁基本信息数据以及数据采集监测子系统发送的监测数据；还用于存储安全评估预警子系统发送的预警信息数据以及用户界面子系统发送的系统管理信息数据；
安全评估预警子系统包括安全评估模块和报警模块，安全评估模块用于访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；报警模块根据安全评估结果输出报警信息；
用户界面子系统包括系统管理接口模块、数据显示模块和数据查询模块，系统管理接口模块用于向用户提供系统管理的人机交互接口，数据显示模块用于显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，数据查询模块用于向用户提供数据查询的人机交互接口。
传感器模块由布置在桥梁结构内部或桥面的的各类传感器组成。传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。数据采集及传输模块由布置在桥梁结构内部或桥面的采集信号调理设备、采集计算机和交换机网络组成。控制模块包括工作站和服务器。
本发明实施例还公开了一种桥梁结构健康监测与预警系统的桥梁结构健康监测与预警方法：
通过数据处理与控制模块控制传感器模块现场采集监测数据；
通过数据处理与控制模块控制数据采集及传输模块采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至数据库管理子系统；传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。
通过安全评估模块访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；
通过报警模块根据安全评估结果输出报警信息。
通过系统管理接口模块向用户提供系统管理的人机交互接口。通过数据显示模块显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据。通过数据查询模块向用户提供数据查询的人机交互接口。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种桥梁结构健康监测与预警系统，其特征在于：包括数据采集监测子系统、数据库管理子系统、安全评估预警子系统和用户界面子系统；
所述数据采集监测子系统包括传感器模块、数据采集及传输模块与控制模块；所述传感器模块用于现场采集监测数据，所述数据采集及传输模块用于采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至所述数据库管理子系统；数据处理与控制模块用于控制传感器模块以及控制数据采集及传输模块的工作；
所述数据库管理子系统用于存储桥梁基本信息数据以及所述数据采集监测子系统发送的监测数据；还用于存储所述安全评估预警子系统发送的预警信息数据以及所述用户界面子系统发送的系统管理信息数据；
所述安全评估预警子系统包括安全评估模块和报警模块，所述安全评估模块用于访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；所述报警模块根据安全评估结果输出报警信息；
所述用户界面子系统包括系统管理接口模块、数据显示模块和数据查询模块，所述系统管理接口模块用于向用户提供系统管理的人机交互接口，所述数据显示模块用于显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，所述数据查询模块用于向用户提供数据查询的人机交互接口。
2.如权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测与预警系统，其特征在于：所述传感器模块由布置在桥梁结构内部或桥面的的各类传感器组成。
3.如权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测与预警系统，其特征在于：所述传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。
4.如权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测与预警系统，其特征在于：所述数据采集及传输模块由布置在桥梁结构内部或桥面的采集信号调理设备、采集计算机和交换机网络组成。
5.如权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测与预警系统，其特征在于：所述控制模块包括工作站和服务器。
6.一种采用如权利要求1～5任意一项所述的桥梁结构健康监测与预警系统的桥梁结构健康监测与预警方法，其特征在于：
通过数据处理与控制模块控制所述传感器模块现场采集监测数据；
通过数据处理与控制模块控制所述数据采集及传输模块采集传感器输出的监测数据，并对采集的传感器输出的监测数据进行信号调理，再将经过信号调理后的监测数据传输至所述数据库管理子系统；
通过所述安全评估模块访问数据库管理子系统的桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据，并根据预设的安全评估规则对上述数据进行安全评估；
通过所述报警模块根据安全评估结果输出报警信息。
7.如权利要求6所述的一种桥梁结构健康监测与预警方法，其特征在于：通过所述系统管理接口模块向用户提供系统管理的人机交互接口。
8.如权利要求6所述的一种桥梁结构健康监测与预警方法，其特征在于：通过所述数据显示模块显示桥梁基本信息数据、监测数据、预警信息数据以及系统管理信息数据。
9.如权利要求6所述的一种桥梁结构健康监测与预警方法，其特征在于：通过所述数据查询模块向用户提供数据查询的人机交互接口。
10.如权利要求6所述的一种桥梁结构健康监测与预警方法，其特征在于：所述传感器模块包括风速风向仪，温湿度计，加速度计，位移计，北斗监测仪，应变计和索力计。
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