CN108534967A - 基于传感器网络的桥梁安全监测系统 - Google Patents

基于传感器网络的桥梁安全监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108534967A
CN108534967A CN201810189064.9A CN201810189064A CN108534967A CN 108534967 A CN108534967 A CN 108534967A CN 201810189064 A CN201810189064 A CN 201810189064A CN 108534967 A CN108534967 A CN 108534967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge
sensor
node
neural network
network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810189064.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张彩霞
王向东
胡绍林
刘国文
李斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan University
Original Assignee
Foshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan University filed Critical Foshan University
Priority to CN201810189064.9A priority Critical patent/CN108534967A/zh
Publication of CN108534967A publication Critical patent/CN108534967A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0008—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of bridges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了基于传感器网络的桥梁安全监测系统，包括：传感器网络、神经网络模块，所述传感器网络的网络输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器网络用于采集包括：桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数；所述神经网络模块以所述环境参数、桥梁结构性能参数作为学习样本，学习得到所述桥梁安全状况的评估值。利用传感器网络对桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数进行采集，并通过神经网络模块对采集的数据进行训练，学习得到桥梁安全状况的评估值，通过评估值可桥梁进行智能化的监测，全面反映桥梁的安全状况。可用于桥梁养护领域。

Description

基于传感器网络的桥梁安全监测系统
技术领域
本发明涉及桥梁安全监测技术领域，特别涉及基于传感器网络的桥梁安全监测系统。
背景技术
近年来，我国经济和社会的高速发展推动了桥梁工程的建设，桥梁工程的数目不断增加，广泛应用于社会生活中。桥梁的健康安全状况的监测是一个意义重大的工作。现有的桥梁健康安全状况的监测方法为对桥梁的个别位置设置监测仪、传感器进行监视测量，发现问题针对性地进行解决，虽然这样的方法能“救急”，但是，智能化低下，而且不能全面的反映出桥梁的安全状况。
发明内容
本发明解决的技术问题是：现有的桥梁健康安全状况监测手段智能化低下，不能全面反映桥梁的安全状况。
本发明解决其技术问题的解决方案是：基于传感器网络的桥梁安全监测系统，包括：传感器网络、神经网络模块，所述传感器网络的网络输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器网络用于采集包括：桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数；所述神经网络模块以所述环境参数、桥梁结构性能参数作为学习样本，学习得到桥梁安全状况的评估值；所述环境参数包括：桥梁所在位置的风速、风向、温度、湿度，地表的震动频率，所述桥梁结构性能参数包括：桥墩的静态位置、动态位置、沉降幅度、倾斜角度、位移，桥面的振动频率、冲击量，铁索的机械导纳、模态参数。
进一步，所述传感器网络包括：传感器节点，转发节点，汇集节点，传感器节点连接传感器，所述传感器节点的输出端与所述转发节点的输入端连接，所述转发节点的输出端与汇集节点的输入端连接，所述汇集节点的输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器节点用于将传感器传输过来的数据进行打包处理，所述转发节点用于将传感器节点传输过来的数据包进行融合和转发。
进一步，所述传感器包括：风速传感器、风向传感器、振动频率传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角仪、GPS/BD/GNSS位移传感器、沉降幅度传感器、索力传感器。
进一步，所述传感器网络的节点之间通过无线连接。
进一步，所述神经网络模块为BP神经网络模块。
本发明的有益效果是：本发明创造利用传感器网络对桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数进行采集，并通过神经网络模块对采集的数据进行训练，学习得到桥梁安全状况的评估值，通过评估值可桥梁进行智能化的监测，全面反映桥梁的安全状况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明创造的桥梁安全监测系统的结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图1，基于传感器网络的桥梁安全监测系统，包括：传感器网络、神经网络模块，所述传感器网络的网络输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器网络用于采集包括：桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数；所述神经网络模块以所述环境参数、桥梁结构性能参数作为学习样本，学习得到桥梁安全状况的评估值；所述传感器网络包括：多个传感器节点，多个转发节点，汇集节点，传感器节点都连接传感器，所述传感器包括：风速传感器、风向传感器、振动频率传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角仪、GPS/BD/GNSS位移传感器、沉降幅度传感器、索力传感器。所述传感器节点的输出端与所述转发节点的输入端连接，所述转发节点的输出端与汇集节点的输入端连接，所述汇集节点的输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器节点用于将传感器传输过来的数据进行打包处理，所述转发节点用于将传感器节点传输过来的数据包进行融合和转发。
所述风速传感器、风向传感器可用于采集桥梁所在位置的风速、风向参数；所述温度传感器、湿度传感器可用于采集桥梁所在位置的温度、湿度参数；所述振动频率传感器可用于采集桥梁所在位置的地表的震动频率参数，桥面的振动频率、冲击量参数；所述倾角仪可用于采集桥墩的倾斜角度参数；所述GPS/BD/GNSS位移传感器可用于采集桥墩的静态位置、动态位置、位移参数；所述沉降幅度传感器可用于采集桥墩的沉降幅度参数；所述索力传感器可用于采集铁索的机械导纳、模态参数。
所述神经网络模块以所述汇集节点传输过来的数据作为训练样本，以CJJ99-2003《城市桥梁养护技术规范》得到的评价值作为目标值，学习得到所述桥梁安全状况的评估值；其中，神经网络模块的训练和建立过程为现有技术，这里就不详细描述了。作为优化，所述神经网络模块为BP神经网络模块。
作为优化，所述传感器网络的节点之间通过无线连接。
本发明创造利用传感器网络对桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数进行采集，并通过神经网络模块对采集的数据进行训练，学习得到桥梁安全状况的评估值，通过评估值可桥梁进行智能化的监测，全面反映桥梁的安全状况。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.基于传感器网络的桥梁安全监测系统，其特征在于,包括：传感器网络、神经网络模块，所述传感器网络的网络输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器网络用于采集包括：桥梁所处环境中的环境参数，桥梁结构性能参数；所述神经网络模块以所述环境参数、桥梁结构性能参数作为学习样本，学习得到桥梁安全状况的评估值；所述环境参数包括：桥梁所在位置的风速、风向、温度、湿度，地表的震动频率，所述桥梁结构性能参数包括：桥墩的静态位置、动态位置、沉降幅度、倾斜角度、位移，桥面的振动频率、冲击量，铁索的机械导纳、模态参数。
2.根据权利要求1所述的基于传感器网络的桥梁安全监测系统，其特征在于，所述传感器网络包括：传感器节点，转发节点，汇集节点，传感器节点连接传感器，所述传感器节点的输出端与所述转发节点的输入端连接，所述转发节点的输出端与汇集节点的输入端连接，所述汇集节点的输出端与所述神经网络模块的输入端连接，所述传感器节点用于将传感器传输过来的数据进行打包处理，所述转发节点用于将传感器节点传输过来的数据包进行融合和转发。
3.根据权利要求2所述的基于传感器网络的桥梁安全监测系统，其特征在于，所述传感器包括：风速传感器、风向传感器、振动频率传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角仪、GPS/BD/GNSS位移传感器、沉降幅度传感器、索力传感器。
4.根据权利要求3所述的基于传感器网络的桥梁安全监测系统，其特征在于，所述传感器网络的节点之间通过无线连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于传感器网络的桥梁安全监测系统，其特征在于，所述神经网络模块为BP神经网络模块。
CN201810189064.9A 2018-03-08 2018-03-08 基于传感器网络的桥梁安全监测系统 Pending CN108534967A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810189064.9A CN108534967A (zh) 2018-03-08 2018-03-08 基于传感器网络的桥梁安全监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810189064.9A CN108534967A (zh) 2018-03-08 2018-03-08 基于传感器网络的桥梁安全监测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108534967A true CN108534967A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63486537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810189064.9A Pending CN108534967A (zh) 2018-03-08 2018-03-08 基于传感器网络的桥梁安全监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108534967A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110057515A (zh) * 2019-03-22 2019-07-26 天津大学 一种基于深度学习的桥梁缺陷检测系统和方法
CN111256924A (zh) * 2020-03-06 2020-06-09 东南大学 一种大跨度高铁桥梁伸缩缝智能监测方法
CN113160022A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 广东天濠建设工程有限公司 市政桥梁养护管理系统、方法、设备及可读存储介质
CN115808324A (zh) * 2023-01-30 2023-03-17 湖南东数交通科技有限公司 一种中小跨径桥梁轻量化安全管理监测方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101763053A (zh) * 2008-12-26 2010-06-30 上海交技发展股份有限公司 一种移动式桥梁安全检测分析管理系统
CN102539098A (zh) * 2011-12-15 2012-07-04 东南大学 基于神经网络技术的桥梁动载测试方法
CN105760934A (zh) * 2016-03-02 2016-07-13 浙江工业大学 一种基于小波与bp神经网络的桥梁异常监测数据修复方法
CN205642441U (zh) * 2016-04-20 2016-10-12 安徽理工大学 一种基于物联网的桥梁安全监测与预警系统
CN106021842A (zh) * 2016-03-02 2016-10-12 浙江工业大学 一种基于小波低频子带与相关性分析的桥梁监测异常趋势数据识别方法
CN106383037A (zh) * 2016-08-30 2017-02-08 孟玲 一种基于大数据理念的桥梁结构健康监测系统及其实现方法
KR101718310B1 (ko) * 2016-11-17 2017-04-05 한국건설기술연구원 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템 및 그 방법
CN107543670A (zh) * 2017-08-15 2018-01-05 福建省永正工程质量检测有限公司 一种城市桥梁稳定性检测装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101763053A (zh) * 2008-12-26 2010-06-30 上海交技发展股份有限公司 一种移动式桥梁安全检测分析管理系统
CN102539098A (zh) * 2011-12-15 2012-07-04 东南大学 基于神经网络技术的桥梁动载测试方法
CN105760934A (zh) * 2016-03-02 2016-07-13 浙江工业大学 一种基于小波与bp神经网络的桥梁异常监测数据修复方法
CN106021842A (zh) * 2016-03-02 2016-10-12 浙江工业大学 一种基于小波低频子带与相关性分析的桥梁监测异常趋势数据识别方法
CN205642441U (zh) * 2016-04-20 2016-10-12 安徽理工大学 一种基于物联网的桥梁安全监测与预警系统
CN106383037A (zh) * 2016-08-30 2017-02-08 孟玲 一种基于大数据理念的桥梁结构健康监测系统及其实现方法
KR101718310B1 (ko) * 2016-11-17 2017-04-05 한국건설기술연구원 드론을 활용한 진동 기반 구조물 손상 감지 시스템 및 그 방법
CN107543670A (zh) * 2017-08-15 2018-01-05 福建省永正工程质量检测有限公司 一种城市桥梁稳定性检测装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110057515A (zh) * 2019-03-22 2019-07-26 天津大学 一种基于深度学习的桥梁缺陷检测系统和方法
CN111256924A (zh) * 2020-03-06 2020-06-09 东南大学 一种大跨度高铁桥梁伸缩缝智能监测方法
CN113160022A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 广东天濠建设工程有限公司 市政桥梁养护管理系统、方法、设备及可读存储介质
CN115808324A (zh) * 2023-01-30 2023-03-17 湖南东数交通科技有限公司 一种中小跨径桥梁轻量化安全管理监测方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108534967A (zh) 基于传感器网络的桥梁安全监测系统
CN108446838A (zh) 一种基于大数据的桥梁安全监测系统
CN103033140B (zh) 一种利用激光位移传感器监测危岩体崩塌的装置
CN202003499U (zh) 基于无线数据传输的静态数据采集系统
CN109916366B (zh) 一种实时监测管道形变与姿态的系统及方法
CN101561081A (zh) 应用自主导航机器人对油气管道泄漏的检测定位方法
CN203375178U (zh) 基于声发射的城市燃气管网泄漏无线监测系统
CN205861039U (zh) 一种用于建筑物的高效监测系统
CN109099975A (zh) 一种建筑结构健康监测系统
CN205593970U (zh) 基于移动通信终端的混凝土裂缝实时监测系统
CN114005278A (zh) 一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统及方法
CN106525129A (zh) 基于多源检测融合手段的智慧桥梁监测系统
CN109238532A (zh) 基于光纤布里渊散射光的管道受力状态分析方法及系统
CN104454007A (zh) 一种基于多纤芯光纤的煤矿安全预警系统
CN106523033A (zh) 一种高效的煤矿安全监测系统
CN113532302B (zh) 管道应变监测预警系统及方法
CN105157753A (zh) 一种无线远程监控土木工程建筑监测系统
CN110598282B (zh) 一种基于应变振型和深度学习的结构损伤识别方法
CN108089560A (zh) 一种闸门和启闭机实时在线监测及运行安全管理系统及其实现方法
CN209619984U (zh) 铁路高陡岩质边坡微震监测系统
CN207598292U (zh) 基于ZigBee和BIM的分布式光纤传感器盾构隧道无线监测系统
CN101694578B (zh) 基于软总线平台的桥梁监测系统
CN210348748U (zh) 一种基于LoRa自组网的高陡岩溶山体变形监测装置
CN106781289A (zh) 一种隧道放炮施工对山体岩堆运动的监测装置
CN205405300U (zh) 一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180914

RJ01 Rejection of invention patent application after publication