CN109668547A - 一种桥梁智能化检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种桥梁智能化检查系统，包括数据采集设备、通信网络模块和服务器，数据采集设备用于采集桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息，通信网络模块分别与，数据采集设备和服务器通信连接，其用于将数据采集设备收集的桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息传输至服务器，服务器用于对桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息进行存储、整理和分析，并生成桥梁检测结果信息，并将桥梁检测结果信息传输至显示终端。本发明采用智能化的设备和系统，提高了桥梁检查的效率和准确率。

Description

一种桥梁智能化检查系统

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种桥梁智能化检查系统。

背景技术

目前国内传统的桥梁检查车大致分为车载式和悬挂式，然而不管是车载式还是悬挂式都需要靠人工目视去检查桥梁健康状态，车载式桥梁检查车通过液压系统驱动工作臂深入到桥梁底部进行检测，主要由汽车底盘和工作臂组成；悬挂式桥梁检查车通过走行机构悬挂于桥梁底部轨道上，由走行机构驱动检查车在桥梁底部行驶作业。目前这些类别的桥梁检查车都离不开人工现场作业，需要人工目视检查并记录，在桥梁维护管理方面，主要支柱仍然靠人工来完成。桥梁的检测和管理效率低下，整个过程主要靠人工完成，耗时耗力，也容易出现纰漏。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥梁智能化检查系统，用于解决现有的检查车过于依赖人工，且效率低下的问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种桥梁智能化检查系统，包括检查车、数据采集设备、通信网络模块和服务器；其中，所述检查车来回移动的设置在桥梁下方的行走轨道上，所述行走轨道沿所述桥梁长度方向延伸，所述检查车用于搭载所述数据采集设备；

所述数据采集设备用于采集所述桥梁的桥梁状态信息和桥梁环境信息，还用于采集所述检查车的检查车状态信息、检查车位置信息；

所述通信网络模块分别与所述数据采集设备和所述服务器通信连接，其用于将所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息传输至所述服务器；

所述服务器用于对所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息进行存储、整理和分析，并生成桥梁的检查结果信息，且将桥梁的检查结果信息传输至显示终端。

进一步，所述服务器对在所述桥梁同一位点和同一时间点处的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息进行对应化处理；

所述显示终端用于在同一界面显示所述桥梁同一位点和同一时间点处的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息。

进一步，所述数据采集设备包括搭载在所述检查车上的工控机，所述工控机用于控制所述检查车，并获取所述检查车的所述检查车状态信息，且所述工控机通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块用于将所述工控机采集的所述检查车状态信息传输至所述服务器。

进一步，所述数据采集设备还包括搭载在所述检查车上的视频采集子系统，所述视频采集子系统包括多个摄像机，多个所述摄像机用于随着所述检查车沿桥梁长度方向来回移动拍摄以采集所述桥梁的所述桥梁状态信息，多个所述摄像机均通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将多个所述摄像机采集的所述桥梁状态信息传输至所述服务器。

进一步，所述数据采集设备还包括定位子系统，所述定位子系统包括设置在所述桥梁长度方向一端的基准站和搭载在所述检查车上的一个移动站，所述移动站和所述基准站之间通过所述通信网络模块通信连接，所述移动站上内置有定位卡板，所述定位板卡用于接收所述基准站发送的RTCM改正数据，并根据所述RTCM改正数据解算出所述检查车的所述检查车位置信息；

所述移动站还通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将所述移动站获取到的所述检查车位置信息传输至所述服务器。

进一步，所述数据采集设备还包括设置在所述检查车上的环境条件检测装置，所述环境条件检测装置用于检测所述检查车所在位置处的所述桥梁的所述桥梁环境信息，所述环境条件检测装置通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将所述环境条件检测装置检测到所述桥梁环境信息传输至所述服务器。

进一步，所述通信网络模块包括设置在所述桥梁宽度方向两侧的多个无线网桥，且所述桥梁每一侧的多个无线网桥均沿所述桥梁长度方向间隔设置。

进一步，所述服务器包括数据库，所述数据库用于存储所述数据采集设备采集的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息，以及存储所述服务器生成的所述桥梁的检查结果信息。

进一步，所述服务器包括信息服务模块，所述信息服务模块用于整理、分析处理所述数据库中存储的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息，并根据所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息得出所述桥梁的检查结果信息。

进一步，所述服务器包括作业调度与计算服务模块，所述作业调度与计算服务模块根据所述信息服务模块得出的所述桥梁的检查结果信息建立桥梁的健康模型，并通过所述健康模型对桥梁的健康质量进行风险评估，进而通过评估结果给出计划诊断任务。

进一步，所述服务器包括日志与管理模块，所述日志与管理模块集成在所述信息服务模块上，其用于识别用户的用户权限，并记录历史操作。

本发明的有益效果是：

本发明中桥梁智能化检查系统，在传统检查车的基础上进行智能化设计，在检查车上搭载数据采集设备对桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息进行数据采集，并将采集的状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息通过无线网络传输至服务器进行处理分析，然后服务器得到的分析结果基础上进行桥梁健康状况模型的建立，通过服务器远程控制检查车和数据采集设备的作业，省时省力，通过定位子系统来实现检查车的精确定位来确定检查车的位置信息，并得到视频图像的拍摄位置，能够精确定位检查车位于桥梁的何处，通过服务器的分析对比处理快速记录桥梁异常状态所处的位置，并通过服务器分析出桥梁状态的异常点，并将异常点记录在服务器中，服务器通过调取异常点的记录，并通过服务器控制检查车，可非常容易地将检查车再次重复定位到异常点处，极大的提高了维护效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的数据分析处理的示意图；

图2为本发明所述的信息应用服务模块构建图；

图3为本发明所述的一种桥梁智能化检查系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本发明的实施例提供一种桥梁智能化检查系统，包括检查车、数据采集设备、通信网络模块和服务器；

其中，检查车用于搭载数据采集设备，且检查车可沿桥梁的长度方向来回移动，在桥梁的下端设有多个沿其长度方向延伸的行走轨道，检查车通过多个走行机构挂接在多个行走轨道上，多个走行机构与多个行走轨道一一对应，多个走行机构均与检查车上的电气柜电连接，电气柜与检查车的工控机进行电连接，工控机通过电气柜同步控制多个走行机构沿对应的多条轨道移动，以驱动检查车沿桥梁的长度方向来回移动，工控机通过通信网络模块与服务器通信连接，并接受服务器的控制指令；

数据采集设备用于采集桥梁状态信息和检查车所在位置处的桥梁环境信息，还用于采集检查车的检查车状态信息、检查车位置信息；

通信网络模块分别与数据采集设备和服务器通信连接，其用于将桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息传输至服务器；

服务器用于对桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息进行存储、整理和分析，并生成桥梁检测结果信息，并将桥梁检测结果信息传输至显示终端。

进一步，服务器对在桥梁同一位点和同一时间点处桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息进行对应化处理，显示终端将桥梁同一位置和同一时间点处采集的桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息在经过服务器处理后在同一界面显示。

进一步，数据采集设备包括搭载在检测车上的工控机，工控机用于控制检查车，并获取检测车的检查车状态信息，工控机通过通信网络模块与服务器通信连接，通信网络模块用于将工控机采集的检查车状态信息传输至服务器。

进一步，数据采集设备包括搭载在检查车上的视频采集子系统，视频采集子系统包括安装在检查车上顶部的多个摄像机，多个摄像机沿桥梁的宽度方向间隔设置在检查车上，且沿检查车均匀分布，两侧对称，每个摄像机均能够360度旋转，且能清晰的拍摄到桥梁底部状态，多个摄像机分别对准桥梁的不同位置，检查车沿桥梁长度方向来回移动，并带动多个摄像机沿桥梁长度方向来回移动，以使多个摄像机采集桥梁状态信息，多个摄像机均通过通信网络模块与服务器通信连接，并通过网络通信模块将多个摄像机采集的桥梁状态信息传输至服务器。

进一步，数据采集设备还包括定位子系统，定位子系统包括分别设置在桥梁长度方向一端的基准站和设置在检查车上的一个移动站，移动站和基准站之间通过通信网络模块通信连接，移动站上内置有定位卡板，定位板卡用于接收基准站发送的RTCM改正数据，并根据RTCM改正数据解算出检查车的检查车位置信息，移动站通过通信网络模块与服务器通信连接，以将检查车位置信息发送至服务器中，并得出检查车与桥梁相比处在桥梁的实际位置。

进一步，数据采集设备还包括设置在检查车上的环境条件检测装置，环境条件检测装置用于检测检查车所在位置处的桥梁环境信息，环境条件检测装置通过通信网络模块与服务器通信连接，以将采集到桥梁环境信息传输至服务器，环境检测装置包括风向传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器等，且风向传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器均与检查车的工控机进行电连接，以将采集的风向、风速、温度、湿度等状态信息存储于工控机的存储单元中，工控机通过通信网络模块将采集的风向、风速、温度、湿度等状态信息传输至服务器。

进一步，通信网络模块包括设置在桥梁的宽度方向两侧的多个无线网桥，且桥梁每一侧的多个无线网桥均沿桥梁的长度方向间隔设置在桥梁上，每个无线网桥均设有与其连接的天线，本发明中在桥梁上布置有多个用于增强信号的无线网桥和天线，以保证检查车上的工控机、移动基站和多个摄像机与服务器之间的数据传输更顺畅，同时在无线网桥和天线上设置安全可靠的电磁防护措施，保证网络覆盖面广，能在复杂自然环境下继续保持工作。

原理：本检查车沿桥梁的长度方向来回移动，并通过在检查车上安装的摄像机使用近景摄影的方式对桥梁进行摄影摄像，以获取桥梁状态信息，将获取的桥梁状态信息(即桥梁影像资料)通过网络通信模块传输至服务器的数据存储模块中存储，服务器中配备数据分析处理模块，数据分析处理模块与数据存储模块通信连接，数据分析处理模块对数据存储模块中的桥梁状态信息进行处理，利用网格化获取的摄像机拍摄的影像图片，采用正射影像处理技术，开展影像拼接、然后将拼接的图像与原有的桥梁基础图像进行比对，经过对比分析得出桥梁检测结果，并将得到的桥梁检测结果存储于服务器，并反馈至显示终端进行显示。

本发明通过将传统检查车与定位子系统、数据采集设备、通信网络模块、服务器的有机结合，构造全新的智能化的桥梁检查系统，能够实现检查车的远程操控、桥梁检查数据的收集与传输、桥梁情况的自主诊断等一系列功能。

具体如附图2所示，服务器包括数据库，数据接口服务模块，信息服务模块，作业调度与计算服务模块和日志与管理模块；

进一步，服务器包括数据库，数据库用于存储数据采集设备采集的桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息、桥梁环境信息和桥梁的检查结果信息，数据库存储的内容还包括日志及配置信息、操作指令信息、操作信息等，整个服务器的信息均存储于数据库中。

进一步，数据接口服务模块是服务器内部的信息传输者，用于数据库与信息服务模块之间的信息传输，还用于信息服务模块与显示终端之间的数据传输。

进一步，服务器包括信息服务模块，信息服务模块用于整理、分析处理数据库中存储的桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息，并根据桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息得出桥梁检测结果，并将桥梁检测结果反馈至显示终端进行显示。信息服务模块包括可视化网络处理、定点跟踪显示和诊断结果显示，可视化网络显示包括网格化图像显示和网格化视频显示，定点跟踪显示为定点历史显示，诊断结果为图像分析处理结果显示。

进一步，服务器包括作业调度与计算服务模块，作业调度与计算服务模块根据信息服务模块得出的桥梁检测结果建立桥梁的健康模型，并对桥梁的健康质量进行风险评估，进而通过评估结果给出计划诊断任务。作业调度与计算服务模块的主要内容包括图像识别任务、现场诊断任务和风险评估，图像识别任务为数据抽取、图像拼接和识别，现场诊断任务包括健康诊断、质量评估，风险评估包括桥梁质量安排风险预测预警。

进一步，服务器包括日志与管理模块，日志与管理模块是集成于信息服务模块上的管理平台，其用于识别每个用户的用户权限，并记录每一个历史操作，保证信息服务模块有条不紊的运行；日志与管理模块包括用户管理、设备管理和日志管理，用户管理包括用户、权限、数据字典，设备管理包括车辆管理、摄像机管理，日志管理包括系统运行日志管理。

本发明服务器通过通信网络模块分别与多个摄像机的云台、检查车的工控机、环境检测设备中的多种传感器和定位子系统的移动基站连接，然后利用无线网络将所有数据传输到服务器的数据库系统中，通过信息服务模块定点分析桥梁状态信息、检查车状态信息、检查车位置信息和桥梁环境信息，信息服务模块通过可视化处理，将分析诊断得到的桥梁检查结果通过显示终端显示出来，同时将桥梁检查结果保存在桥梁健康历史档案中，若发现桥梁相关异常状态，通过作业调度与计算服务模块进行分析数据收取、健康诊断、质量评估后构件桥梁健康模型，通过显示终端对维护人员发出桥梁质量安全风险预测预警，日志与管理模块设置用户权限，对检查车的操作、数据库调用等分别委任相关具有资质的人员负责。

本发明中智能检查车结合云平台数据库系统，将桥梁从过去到未来的信息进行简单化、分类化、模型化，融合桥梁健康数据，建立桥梁健康理论模型，形成标准化大数据云平台，可以实现不同桥梁健康诊断数据的通用化、更好地为更多桥梁的健康进行服务。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例/实施例。

Claims (11)

1.一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，包括检查车、数据采集设备、通信网络模块和服务器；其中，所述检查车来回移动的设置在桥梁下方的行走轨道上，所述行走轨道沿所述桥梁长度方向延伸，所述检查车用于搭载所述数据采集设备；

所述数据采集设备用于采集所述桥梁的桥梁状态信息和所述检查车所在位置处的桥梁环境信息，还用于采集所述检查车的检查车状态信息和检查车位置信息；

所述通信网络模块分别与所述数据采集设备和所述服务器通信连接，其用于将所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息传输至所述服务器；

所述服务器用于对所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息进行存储、整理和分析，并生成所述桥梁的检查结果信息，且将所述桥梁的检查结果信息传输至显示终端。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述服务器还用于对在所述桥梁同一位点和同一时间点处的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息进行对应化处理；

所述显示终端用于在同一界面显示所述桥梁同一位点和同一时间点处的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息。

3.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述数据采集设备包括搭载在所述检查车上的工控机，所述工控机用于控制所述检查车，并获取所述检查车的所述检查车状态信息，且所述工控机通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块用于将所述工控机采集的所述检查车状态信息传输至所述服务器。

4.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述数据采集设备还包括搭载在所述检查车上的视频采集子系统，所述视频采集子系统包括多个摄像机，多个所述摄像机用于随着所述检查车沿所述桥梁长度方向来回移动拍摄以采集所述桥梁的所述桥梁状态信息，多个所述摄像机均通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将多个所述摄像机采集的所述桥梁状态信息传输至所述服务器。

5.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述数据采集设备还包括定位子系统，所述定位子系统包括设置在所述桥梁长度方向一端的基准站和搭载在所述检查车上的一个移动站，所述移动站和所述基准站之间通过所述通信网络模块通信连接，所述移动站上内置有定位卡板，所述定位板卡用于通过所述通信网络模块接收所述基准站发送的RTCM改正数据，并根据所述RTCM改正数据解算出所述检查车的所述检查车位置信息；

所述移动站还通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将所述移动站获取到的所述检查车位置信息传输至所述服务器。

6.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述数据采集设备还包括设置在所述检查车上的环境条件检测装置，所述环境条件检测装置用于检测所述检查车所在位置处的所述桥梁的所述桥梁环境信息，所述环境条件检测装置通过所述通信网络模块与所述服务器通信连接，所述通信网络模块还用于将所述环境条件检测装置检测到所述桥梁环境信息传输至所述服务器。

7.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述通信网络模块包括设置在所述桥梁宽度方向两侧的多个无线网桥，且所述桥梁每一侧的多个无线网桥均沿所述桥梁长度方向间隔设置。

8.根据权利要求1或2所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述服务器包括数据库，所述数据库用于存储所述数据采集设备采集的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息，以及存储所述服务器生成的所述桥梁的检查结果信息。

9.根据权利要求8所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述服务器包括信息服务模块，所述信息服务模块用于整理、分析处理所述数据库中存储的所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息，并根据所述桥梁状态信息、所述检查车状态信息、所述检查车位置信息和所述桥梁环境信息得出所述桥梁的检查结果信息。

10.根据权利要求9所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述服务器包括作业调度与计算服务模块，所述作业调度与计算服务模块根据所述信息服务模块得出的所述桥梁的检查结果信息建立桥梁的健康模型，并通过所述健康模型对桥梁的健康质量进行风险评估，进而通过评估结果给出计划诊断任务。

11.根据权利要求9或10所述的一种桥梁智能化检查系统，其特征在于，所述服务器包括日志与管理模块，所述日志与管理模块集成在所述信息服务模块上，其用于识别用户的用户权限，并记录历史操作。