CN107886228A - 一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，包括：数据采集机构、分析预测机构和控制终端，其中，所述数据采集机构中设有用于检测风速的风速仪和用于检测移位的位移传感器，所述的风速仪和位移传感器设于屋面各个监测点处，所述数据采集机构通过物联网智能网关与分析预测机构的输入端连接，所述分析预测模块的输出端与控制终端连接，所述采集模块、分析预测模块以及界面展示模块均与控制终端连接。本发明通过设置风速仪对屋面的风速、风向进行监测，以提示他们提前做好人员和重要财产撤离、抢修；位移传感器对屋面因大风造成的为这一进行监测，便于维修人员作出相应的维修、加固措施。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统及其工作方法。
背景技术
轻型钢结构金属屋面的支撑及面板都是采用金属材料，这种材料的强度都很强，因此相对于其它结构而言，设计截面主要以薄板或细杆为主，这种结构截面及容易产生失稳。失稳破坏在发生前几乎没有任何预兆，是一种无明显预警的脆性破坏，发生前人员及财产不能够在有效时间内撤离，是建筑中破坏后果十分严重、设计和使用中应该极力避免的一种破坏形式。
轻型钢结构屋面产生失衡破坏的原因主要是受荷过大，具体工况是遇到较大的台风和长时间较厚的积雪。其中风力作用下吸力占主导作用，也就是屋面板被风向上提产生失衡，易出现屋面被风掀的风险。常规的监测手段都难以监测其发生，是目前建筑防灾减灾的难点。
国内外已有对轻型钢结构金属屋面的支撑及面板的安全监测，从严格意义上来说不能称之为安全监测，因为都无法预测破坏风险的发生，只能做一个建筑结构健康状态的实时监控。对提前报警、通知人员及重要财产及时撤离、在发生事故前进行抢修、防灾减灾等没有实际意义。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其结构简单，通过设置风速仪对屋面的风速、风向进行监测，灾害之前某一特定时间之内，向建筑物的为主或物业管理人员发出破坏预警，位移传感器对屋面因大风造成的为这一进行监测，让其能够准确的了解风掀造成的位移情况。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，包括：数据采集机构、分析预测机构和控制终端，其中，所述数据采集机构中设有用于检测风速的风速仪和用于检测移位的位移传感器，所述的风速仪和位移传感器设于屋面各个监测点处，所述数据采集机构通过物联网智能网关与分析预测机构的输入端连接，所述分析预测模块的输出端与控制终端连接，所述采集模块、分析预测模块以及界面展示模块均与控制终端连接。
本发明中所述的一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其通过设置风速仪对屋面的风速、风向进行监测，灾害之前某向建筑物的为主或物业管理人员发出破坏预警，以提示他们提前做好人员和重要财产撤离、抢修；同时，还设置了位移传感器对屋面因大风造成的为这一进行监测，让其能够准确的了解风掀造成的位移情况，便于维修人员作出相应的维修、加固措施，大大的提高了其工作的效率，将灾害的损失降至最低程度。
本发明中所述数据采集机构中设有智能控制器，所述风速仪和位移传感器的输出端与智能控制器的输入端连接，所述智能控制器的输出端分别与物联网智能网关的输入端连接。
本发明中所述分析预测模块中设有用于建筑项目附近的本地服务器边缘服务器和用于控制和监控整个风险预测系统云服务器；
所述边缘服务器中接受由数据采集机构传输而来的观测数据，通过布置在本机上的程序进行计算并做出预测，再将计算及预测结果发送到云服务器同时将计算及预测结果传到用户可视化界面 ，如需要报警，启动报警流程；
所述云服务器用于收集各项目的运营数据，对边缘服务器发送来的数据进行监测，对需要报警的工况进行二次分析，对预警发生后的补救措施进行指导。
本发明中所述控制终端中设有监控中心、客户终端、报警响应系统和界面展示机构，所述客户终端的数据库中设有用于显示整个建筑信息的BIM模型，所述控制终端中的监控中心、客户终端、报警响应系统和界面展示机构均与边缘服务器连接。
本发明中所述云服务器中设有计算与集控平台，由多台服务器主机构成。
本发明中所述数据采集机构中还设有图像采集装置，所述图像采集装置通过物联网智能网关与分析预测机构的输入端连接。
本发明中所述控制终端中设有终端控制器，所述终端控制器中设有数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块和控制器模块，所述数据检测控制模块与数据采集机构连接，所述网关控制模块与物联网智能网关连接，所述分析预测控制模块与分析预测模块连接，所述数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块均与控制器模块连接。
本发明中所述终端控制模块中设有监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块，所述终端控制模块中的监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块分别与监控中心、客户终端和报警响应系统连接。
本发明中所述检测控制模块中设有分速检测控制模块、位移检测控制模块和图片处理控制模块，所述的分速检测控制模块与风速仪连接，所述位移检测控制模块与位移传感器连接，所述图片处理控制模块与图像采集装置连接。
本发明中所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：首先把数据采集机构中的风速仪和位移传感器设置到每个监测点；
2）：当有风时，风速仪和位移传感器记录每个监测点的风速和风向，并通过物联网智能网关将检测的数据传送至分析预测模块；
3）：与此同时，图像采集装置不断的对屋面的情况进行采集，并将采集的数据传送给分析预测模块；
4）：然后分析预测模块中的边缘服务器对接收到的数据进行分析，即对分速、以及屋面的图像采集信息进行综合分析，然后将检测分析的结果传送给云服务器，并将分析处理的结果传送至界面展示机构进行显示；
5）：在上一步骤中的边缘服务器分析得出结果时，其根据分析的结果判定其是否需要报警，如果需要那么启动报警流程，通过报警响应系统进行报警处理；
6）：云服务器对接收到的数据后，对边缘服务器启动的报警的工况进行二次分析处理对预警发生后的补救措施进行指导；
7）：在报警响应系统工作同时将报警信息通过客户端软件、邮件、短信的方式自动推送给相关管理人员以及负责人员。
10、根据权利要求7述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的工作方法，其特征在于：在该智慧屋面安全风险预测系统工作的过程中，所述数据采集机构中设有位移传感器和风速仪可以结合使用，用于检测屋面的风速-变形时程曲线。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中所述的一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其通过设置风速仪对屋面的风速、风向进行监测，灾害之前某一特定时间之内，向建筑物的为主或物业管理人员发出破坏预警，以提示他们提前做好人员和重要财产撤离、抢修；同时，还设置了位移传感器对屋面因大风造成的为这一进行监测，让其能够准确的了解风掀造成的位移情况，便于维修人员作出相应的维修、加固措施，大大的提高了其工作的效率，将灾害的损失降至最低程度。
2、本发明中还设置了图像采集装置，通过图像采集装置对屋面的情况进行图像收集，根据收集的图像直观的了解屋面风掀的具体情况，让其能够及时、准确的作出应对措施，避免工作人员到现场进反复勘测，大大的提高其工作的效率，提高其判断的准确性。
附图说明
图1为本发明所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的结构示意图；
图中：数据采集机构-1、分析预测机构-2、控制终端-3、物联网智能网关-4、风速仪-11、位移传感器-12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
如图所示的一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，包括：数据采集机构1、分析预测机构2和控制终端3，其中，所述数据采集机构1中设有用于检测风速的风速仪11和用于检测移位的位移传感器12，所述的风速仪11和位移传感器12设于屋面各个监测点处，所述数据采集机构1通过物联网智能网关4与分析预测机构2的输入端连接，所述分析预测模块2的输出端与控制终端3连接，所述采集模块1、分析预测模块2以及界面展示模块3均与控制终端3连接。
本实施例中所述数据采集机构1中设有智能控制器，所述风速仪11和位移传感器12的输出端与智能控制器的输入端连接，所述智能控制器的输出端分别与物联网智能网关4的输入端连接。
本实施例中所述分析预测模块2中设有用于建筑项目附近的本地服务器边缘服务器和用于控制和监控整个风险预测系统云服务器；
所述边缘服务器中接受由数据采集机构传输而来的观测数据，通过布置在本机上的程序进行计算并做出预测，再将计算及预测结果发送到云服务器同时将计算及预测结果传到用户可视化界面 ，如需要报警，启动报警流程；
所述云服务器用于收集各项目的运营数据，对边缘服务器发送来的数据进行监测，对需要报警的工况进行二次分析，对预警发生后的补救措施进行指导。
本实施例中所述控制终端3中设有监控中心、客户终端和报警响应系统和界面展示机构，所述客户终端的数据库中设有用于显示整个建筑信息的BIM模型，所述控制终端3中的监控中心、客户终端、报警响应系统和界面展示机构均与边缘服务器连接。
本实施例中所述云服务器中设有计算与集控平台，由多台服务器主机构成。
本实施例中所述数据采集机构1中还设有图像采集装置13，所述图像采集装置13通过物联网智能网关4与分析预测机构2的输入端连接。
本实施例中所述控制终端3中设有终端控制器，所述终端控制器中设有数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块和控制器模块，所述数据检测控制模块与数据采集机构1连接，所述网关控制模块与物联网智能网关4连接，所述分析预测控制模块与分析预测模块2连接，所述数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块均与控制器模块连接。
本实施例中所述终端控制模块中设有监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块，所述终端控制模块中的监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块分别与监控中心、客户终端和报警响应系统连接。
本实施例中所述检测控制模块中设有分速检测控制模块、位移检测控制模块和图片处理控制模块，所述的分速检测控制模块与风速仪11连接，所述位移检测控制模块与位移传感器12连接，所述图片处理控制模块与图像采集装置13连接。
实施例2
如图所示的一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，包括：数据采集机构1、分析预测机构2和控制终端3，其中，所述数据采集机构1中设有用于检测风速的风速仪11和用于检测移位的位移传感器12，所述的风速仪11和位移传感器12设于屋面各个监测点处，所述数据采集机构1通过物联网智能网关4与分析预测机构2的输入端连接，所述分析预测模块2的输出端与控制终端3连接，所述采集模块1、分析预测模块2以及界面展示模块3均与控制终端3连接。
本实施例中所述数据采集机构1中设有智能控制器，所述风速仪11和位移传感器12的输出端与智能控制器的输入端连接，所述智能控制器的输出端分别与物联网智能网关4的输入端连接。
本实施例中所述分析预测模块2中设有用于建筑项目附近的本地服务器边缘服务器和用于控制和监控整个风险预测系统云服务器；
所述边缘服务器中接受由数据采集机构传输而来的观测数据，通过布置在本机上的程序进行计算并做出预测，再将计算及预测结果发送到云服务器同时将计算及预测结果传到用户可视化界面 ，如需要报警，启动报警流程；
所述云服务器用于收集各项目的运营数据，对边缘服务器发送来的数据进行监测，对需要报警的工况进行二次分析，对预警发生后的补救措施进行指导。
本实施例中所述控制终端3中设有监控中心、客户终端和报警响应系统，所述客户终端的数据库中设有用于显示整个建筑信息的BIM模型，所述控制终端3中的监控中心、客户终端和报警响应系统均与边缘服务器连接。
本实施例中所述云服务器中设有计算与集控平台，由多台服务器主机构成。
本实施例中所述数据采集机构1中还设有图像采集装置13，所述图像采集装置13通过物联网智能网关4与分析预测机构2的输入端连接。
本实施例中所述控制终端3中设有终端控制器，所述终端控制器中设有数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块和控制器模块，所述数据检测控制模块与数据采集机构1连接，所述网关控制模块与物联网智能网关4连接，所述分析预测控制模块与分析预测模块2连接，所述数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块均与控制器模块连接。
本实施例中所述终端控制模块中设有监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块，所述终端控制模块中的监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块分别与监控中心、客户终端和报警响应系统连接。
本实施例中所述检测控制模块中设有分速检测控制模块、位移检测控制模块和图片处理控制模块，所述的分速检测控制模块与风速仪11连接，所述位移检测控制模块与位移传感器12连接，所述图片处理控制模块与图像采集装置13连接。
本实施例中所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：首先把数据采集机构1中的风速仪11和位移传感器12设置到每个监测点；
2）：当有风时，风速仪11和位移传感器12记录每个监测点的风速和风向，并通过物联网智能网关4将检测的数据传送至分析预测模块2；
3）：与此同时，图像采集装置13不断的对屋面的情况进行采集，并将采集的数据传送给分析预测模块2；
4）：然后分析预测模块2中的边缘服务器对接收到的数据进行分析，即对分速、以及屋面的图像采集信息进行综合分析，然后将检测分析的结果传送给云服务器，并将分析处理的结果传送至界面展示机构中进行显示；
5）：在上一步骤中的边缘服务器分析得出结果时，其根据分析的结果判定其是否需要报警，如果需要那么启动报警流程，通过报警响应系统进行报警处理；
6）：云服务器对接收到的数据后，对边缘服务器启动的报警的工况进行二次分析处理对预警发生后的补救措施进行指导；
7）：在报警响应系统工作同时将报警信息通过客户端软件、邮件、短信的方式自动推送给相关管理人员以及负责人员。
本实施例中在该智慧屋面安全风险预测系统工作的过程中，所述数据采集机构1中设有位移传感器12和风速仪11可以结合使用，用于检测屋面的风速-变形时程曲线。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：包括：数据采集机构（1）、分析预测机构（2）和控制终端（3），其中，所述数据采集机构（1）中设有用于检测风速的风速仪（11）和用于检测移位的位移传感器（12），所述的风速仪（11）和位移传感器（12）设于屋面各个监测点处，所述数据采集机构（1）通过物联网智能网关（4）与分析预测机构（2）的输入端连接，所述分析预测模块（2）的输出端与控制终端（3）连接，所述采集模块（1）、分析预测模块（2）以及界面展示模块（3）均与控制终端（3）连接。
2.根据权利要求1所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述数据采集机构（1）中设有智能控制器，所述风速仪（11）和位移传感器（12）的输出端与智能控制器的输入端连接，所述智能控制器的输出端分别与物联网智能网关（4）的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述分析预测模块（2）中设有用于建筑项目附近的本地服务器边缘服务器和用于控制和监控整个风险预测系统云服务器；
所述边缘服务器中接受由数据采集机构传输而来的观测数据，通过布置在本机上的程序进行计算并做出预测，再将计算及预测结果发送到云服务器同时将计算及预测结果传到用户可视化界面 ，如需要报警，启动报警流程；
所述云服务器用于收集各项目的运营数据，对边缘服务器发送来的数据进行监测，对需要报警的工况进行二次分析，对预警发生后的补救措施进行指导。
4.根据权利要求1所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述控制终端（3）中设有监控中心、客户终端、报警响应系统和界面展示机构，所述客户终端的数据库中设有用于显示整个建筑信息的BIM模型，所述控制终端（3）中的监控中心、客户终端、报警响应系统和界面展示机构均与边缘服务器连接。
5.根据权利要求1所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述数据采集机构（1）中还设有图像采集装置（13），所述图像采集装置（13）通过物联网智能网关（4）与分析预测机构（2）的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述控制终端（3）中设有终端控制器，所述终端控制器中设有数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块和控制器模块，所述数据检测控制模块与数据采集机构（1）连接，所述网关控制模块与物联网智能网关（4）连接，所述分析预测控制模块与分析预测模块（2）连接，所述数据检测控制模块、网关控制模块、分析预测控制模块、终端控制模块均与控制器模块连接。
7.根据权利要求6所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述终端控制模块中设有监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块，所述终端控制模块中的监控中心控制模块、展示控制模块和报警控制模块分别与监控中心、客户终端和报警响应系统连接。
8.根据权利要求7所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统，其特征在于：所述检测控制模块中设有分速检测控制模块、位移检测控制模块和图片处理控制模块，所述的分速检测控制模块与风速仪（11）连接，所述位移检测控制模块与位移传感器（12）连接，所述图片处理控制模块与图像采集装置（13）连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的工作方法，其特征在于：具体的工作方法如下：
1）：首先把数据采集机构（1）中的风速仪（11）和位移传感器（12）设置到每个监测点；
2）：当有风时，风速仪（11）和位移传感器（12）记录每个监测点的风速和风向，并通过物联网智能网关（4）将检测的数据传送至分析预测模块（2）；
3）：与此同时，图像采集装置（13）不断的对屋面的情况进行采集，并将采集的数据传送给分析预测模块（2）；
4）：然后分析预测模块（2）中的边缘服务器对接收到的数据进行分析，即对分速、以及屋面的图像采集信息进行综合分析，然后将检测分析的结果传送给云服务器，并将分析处理的结果传送至界面展示机构进行显示；
5）：在上一步骤中的边缘服务器分析得出结果时，其根据分析的结果判定其是否需要报警，如果需要那么启动报警流程，通过报警响应系统进行报警处理；
6）：云服务器对接收到的数据后，对边缘服务器启动的报警的工况进行二次分析处理对预警发生后的补救措施进行指导；
7）：在报警响应系统工作同时将报警信息通过客户端软件、邮件、短信的方式自动推送给相关管理人员以及负责人员。
10.根据权利要求9述的抗风掀的智慧屋面安全风险预测系统的工作方法，其特征在于：在该智慧屋面安全风险预测系统工作的过程中，所述数据采集机构（1）中设有位移传感器（12）和风速仪（11）可以结合使用，用于检测屋面的风速-变形时程曲线。
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