CN108965797A - 一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案包括一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，用于实现：根据桥梁结构预先设定的监控点并安装监测设备，针对监控点可监控区域内的桥梁结构情况设置多个预置点，监测设备可以是云台结合普通监测摄像头或者球机等设备，获取预置点图像数据，根据具体需要而改变监测设备的观察角度，形成同一预置点长期可比对的图像数据。本发明的有益效果为：用少量的监测设备即可达到对预置点的全面监测，在保证对预置点进行有效监测的情况下，降低了安装多余监测设备的成本，且借助监测设备代替人工监测，不受人为测量误差因素、地形环境等因素影响，并降低了现场监测人力、物力、财力的花费，通过数据比对智能的发现桥梁结构可能存在的病害。

Description

一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，特别是涉及一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统。

背景技术

作为交通系统的组成部分，桥梁在人类文明的发展和演化中起到了重要作用。随着现代科技的发展以及运输需求的不断增长，大型桥梁(如跨海大桥、大跨度桥梁等)越来越多的出现在人们的视野中，这些桥梁造价动辄几亿甚至几十亿元，在交通、军事和社会生活等方面有着重要的战略意义。然而，桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。

我国现有公路桥5000余座，总长130万公里，1/3以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患。近年来，我国陆续出现了多次重大桥梁事故。这些发生的事故与很多因素有关，但是缺乏有效的监测措施和必要的维修、养护措施是重要的原因之一。

传统的桥梁检测在很大程度上依赖于管理者和技术人员的经验，缺乏科学系统的方法，往往对桥梁特别是大型桥梁的状况缺乏全面的把握和了解，信息得不到及时反馈。如果对桥梁的病害估计不足，就很可能失去养护的最佳时机，加快桥梁损坏的进程，缩短桥梁的服务寿命。如果对桥梁的病害估计过高，便会造成不必要的资金浪费，使得桥梁的承载能力不能充分发挥。

在桥梁日常检查和定期检测领域，一直沿用比较传统的检测手段和方法。一方面，通过人工借助扶梯或桥梁作业平台车近距离接触桥梁结构，然后利用裂缝观测仪、卷尺、照相机等工具对结构表面病害进行人工搜寻、测量、记录，最后通过内业整理形成电子记录报告；另一方面，通过望远镜对桥梁结构进行人工观察，然后对病害进行粗略描述，并且无法采取图像。

目前检测手段和方法主要缺点是：测量速度慢；测量结果人为因素影响大，精度低；病害定位不准确；检测工具多、不便携带；人工爬梯危险性高，且受江河湖海、沟壑等地形环境条件限制；利用检测作业平台车费用较高，且受路面宽度、树木、高压线、防抛网、隔音板等外部环境条件的限制；人工记录不规范；内业资料处理速度慢等。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，通过预置点使用监测设备管理多出桥梁结构，根据历史图像对比发现隐患并进行养护任务管理。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：.一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，该系统包括监测设备、后台终端、服务器及移动终端，其特征在于：所述监测设备用于根据服务器预设的预置点监测策略对桥梁结构进行实时监测，将监测的图像数据和/或视频数据上传至所述服务器；所述后台终端用于接收服务器发送的监测数据，对监测数据进行解析，以及，还用于对服务器和/或移动终端发送对应的指令；所述服务器用于根据所述后台终端下发的指令对监测设备设定监测策略；所述移动终端用于根据所述后台终端下发的指令通过交互界面显示养护任务信息。

进一步的，所述监测设备设置于桥梁的一个或多个结构点，其中的一个或多个结构点的监测设备实现对桥梁的关键区域进行覆盖性监控。

进一步的，所述监测设备包括云台和监测摄像头。

进一步的，所述监测摄像头包括但不限于枪机、半球机及球机。

进一步的，所述监测设备包括采集模块、图像截取模块、数据发送模块、机体旋转模块：所述采集模块用于采集视频数据；所述图像截取模块用于将采集的视频数据转换为图片数据；所述数据发送模块用于将采集到的数据发送给服务器；所述机体旋转模块用于控制机体的旋转角度。

进一步的，所述后台终端包括数据接收模块、数据解析模块、指令发送模块：所述接收模块用于接收服务器发送的监测数据并显示；所述数据解析模块用于执行对监测数据的解析；所述指令发送模块用于将指令发送到服务器和/或移动终端。

进一步的，所述执行对监测数据的解析为对接收到的图像数据进行对比，包括自动对比和人工对比：自动对比，将同一预置点不同时间的一张或多张图片执行相似度对比，按照后台终端预定的阈值，当相似度低于预设的阈值时，输出并显示该结果；人工对比，调用接收模块显示同一预置点不同时间的一张或多张图片。

进一步的，所述对服务器和/或移动终端发送对应的指令为：对服务器发送控制指令，所述控制指令用于控制监测设备，包括云台控制和摄像头控制；对移动终端发送任务指令，所述任务指令包括待养护点位置信息、养护类型、养护期限、发现待养护点异常时间。

进一步的，所述云台控制为控制云台转到指定点，获取对应区域视频信息；所述摄像头控制为控制摄像头转到指定点，获取对应区域视频信息。

进一步的，所述服务器包括指令收发模块、监测策略制定模块：所述指令收发模块用于对于指令的接收和发送；所述监测策略制定模块用于监测策略的制定，包括监测设备巡航时间设定、图像截取时间间隔设定。

本发明的有益效果是：本发明采用的一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，通过根据桥梁结构预先设定的监控点，在监控点处安装监测设备，针对监控点可监控区域内的桥梁结构情况设置多个预置点，获取预置点图像数据，并据具体需要而改变观察角度的监测设备，从而实现对多处预置点进行实时监测，在保证对预置点进行有效监测的情况下，降低了安装多余监测设备的成本，且借助监测设备代替人工监测，不受人为测量误差因素、地形环境等因素影响，并降低了现场监测造成的人力、物力、财力的花费。

附图说明

图1所示为根据本发明实施方式的系统结构图；

图2所示为根据本发明实施方式的管理系统流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

需要说明的是，如无特殊说明，在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

参照图1所示为根据本发明实施方式的系统结构图，该系统包括人机终端、服务器及监测设备，其特征在于：所述监测设备用于根据服务器预设的监测策略对桥梁结构预置点进行实时监测，将监测的图像数据和/或视频数据上传至所述服务器；所述后台终端用于接收服务器发送的监测数据，对监测数据进行解析，以及，还用于对服务器和/或移动终端发送对应的指令；所述服务器用于根据所述后台终端下发的指令对监测设备设定监测策略；所述移动终端用于根据所述后台终端下发的指令通过交互界面显示养护任务信息。

参照图2所示为根据本发明实施方式的管理方法流程图，根据流程图可知，根据需要监测的桥梁结构，如对桥梁安全有重大影响的关键结或者容易损坏的结构点，预先设置桥梁监测的预置点，根据预置点的优先程度设置监测设备的数量和监控策略，如优先级较高的结构点可以设置更短的图片截取时间间隔和更长的巡航时间间隔，从而对结构点获取更加准确丰富的信息，服务器通过与监测设备建立有线或无线连接来获取监测设备采集到的视频数据，工作人员通过人机终端连接服务器，获取相关信息，通过实时信息的获取，在浏览相关信息时，发现可疑异常点，通过调用对应预置点的历史图像数据，进行人工对比，判断该预置点监测的结构点是否需要执行养护，为了实现对多处预置点实时监测的效果，需要监测设备具备旋转功能，为了实现本目的，可以使用云台与固定摄像头或可旋转摄像头或可旋转摄像头与云台的组合，其中摄像头按照摄像头外观可分为枪机，半球，球机等。枪机多用于户外，对防水防尘等级要求较高；半球多用于室内，一般镜头较小，可视范围广；球机主要功能可以360度无死角监控。根据具体的桥梁及其结构利害关系可以灵活的设置监测策略和监测设备配置，其中云台控制通过控制云台选择从而控制安装在云台上的摄像头调整来改变监测角度，摄像头通过控制摄像头旋转来调整监测角度。

人机终端与服务器建立通信连接，可以对服务器执行图像查询，查看监测设备发送给服务器的图像信息，并且像服务器发送控制云台和/或摄像头的控制指令，改变监测角度，对多处结构点实行监测。

服务器预设监测设备的运行策略即监测策略，包括预设云台定位、根据桥梁结构预设预置点、预设预置点巡航时间间隔、预设图片截取时间间隔，将图像数据保存在服务器中，供相关人员通过人机终端查询，并可接收人机终端发出的指令，将对应指令发送到监测设备，从而控制监测设备的监测角度。

监测设备包括云台、监测摄像头，其中监测摄像头有枪机、半球机、球机三种类型。

任务制定为通过人机终端执行图像对比，即根据在先图像数据与实时获取的图像数据执行对比，发现异常点，根据异常点类型以及结构位置制定养护任务。桥梁养护工程宜按其工程性质、规模大小、难易程度划分为保养、小修、中修工程、大修工程、加固、改扩建工程。

保养、小修——对管辖范围内的桥梁进行日常维护和小修工程；

中修工程——对桥梁的一般性损坏进行修理，恢复桥梁原有的技术水平和标准的工程；

大修工程——对桥梁的较大的损坏进行综合治理，全面恢复到原有技术水平和标准的工程及对桥梁结构维修改造的工程；

加固、改扩建工程——对桥梁因不适应现有的交通量、载重量增长的需要及桥梁结构严重损坏，需恢复和提高技术等级标准，显著提高其运行能力的工程。

其中保养小修有养护单位实施，中修、大修以及加固、改扩建工程由相关施工单位实施。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，该系统包括监测设备、后台终端、服务器及移动终端，其特征在于：

所述监测设备用于根据服务器预设的预置点监测策略对桥梁结构进行实时监测，将监测的图像数据和/或视频数据上传至所述服务器；

所述后台终端用于接收服务器发送的监测数据，对监测数据进行解析，以及，还用于对服务器和/或移动终端发送对应的指令；

所述服务器用于根据所述后台终端下发的指令对监测设备设定监测策略；

所述移动终端用于根据所述后台终端下发的指令通过交互界面显示养护任务信息。

2.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述监测设备设置于桥梁的一个或多个结构点，其中的一个或多个结构点的监测设备实现对桥梁的关键区域进行覆盖性监控。

3.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述监测设备包括云台和监测摄像头。

4.根据权利要求3所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述监测摄像头包括但不限于枪机、半球机及球机。

5.根据权利要求3所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述监测设备包括采集模块、图像截取模块、数据发送模块、机体旋转模块：

所述采集模块用于采集视频数据；

所述图像截取模块用于将采集的视频数据转换为图片数据；

所述数据发送模块用于将采集到的数据发送给服务器；

所述机体旋转模块用于控制机体的旋转角度。

6.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述后台终端包括数据接收模块、数据解析模块、指令发送模块：

所述接收模块用于接收服务器发送的监测数据并显示；

所述数据解析模块用于执行对监测数据的解析；

所述指令发送模块用于将指令发送到服务器和/或移动终端。

7.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述执行对监测数据的解析为对接收到的图像数据进行对比，包括自动对比和人工对比：

自动对比，将同一预置点不同时间的一张或多张图片执行相似度对比，按照后台终端预定的阈值，当相似度低于预设的阈值时，输出并显示该结果；

人工对比，调用接收模块显示同一预置点不同时间的一张或多张图片。

8.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述对服务器和/或移动终端发送对应的指令为：

对服务器发送控制指令，所述控制指令用于控制监测设备，包括云台控制和摄像头控制；

对移动终端发送任务指令，所述任务指令包括待养护点位置信息、养护类型、养护期限、发现待养护点异常时间。

9.根据权利要求7所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于：

所述云台控制为控制云台转到指定点，获取对应区域视频信息；

所述摄像头控制为控制摄像头转到指定点，获取对应区域视频信息。

10.根据权利要求1所述的预置点巡航桥梁结构可视化管理系统，其特征在于，所述服务器包括指令收发模块、监测策略制定模块：

所述指令收发模块用于对于指令的接收和发送；

所述监测策略制定模块用于监测策略的制定，包括监测设备巡航时间设定、图像截取时间间隔设定。