CN109883388A - 道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法，包括数据采集模块、分类汇总模块、数据分析模块、预警监测模块、控制器、信息互通模块、数据处理模块、警示灯、存储模块和数据计算模块；本发明中的数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，并将获取到Qi、W和E传输至预警监测模块，预警监测模块在实时接收到Qi、W和E时，将Qi与预设值q相比较，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，并将生成的巡查信号和高危险信号经由控制器传输至信息互通模块，信息互通模块将巡查信号和高危险信号分别实时的发送至巡查人员和维护人员的手机中进行显示，便于相关人员实时的掌握该道路桥梁的沉降变形情况。

Description

道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及道路桥梁技术领域，具体为道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法。

背景技术

道路桥梁对于区域经济的稳步发展起着重要的作用，但它在长期的使用过程中却易出现沉降变形的问题，这就给车辆的正常行驶带来了极大的安全隐患。因此，对其进行实时的预警监测就显得尤为重要。

而在现有的道路桥梁沉降变形实时预警监测系统中，难以让相关人员实时的掌握道路桥梁的沉降变形情况，并做出对应处理；且不能够对一段时间内，该道路桥梁的使用状况进行分析；且难以让相关人员了解到一段时间内，该道路桥梁各沉降变形处的具体变化情况。

为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法。

本发明所要解决的技术问题如下：

(1)如何通过一种有效的方式，来让相关人员实时的掌握道路桥梁的沉降变形情况，并做出对应处理；

(2)如何来对一段时间内，该道路桥梁的使用状况进行分析；

(3)如何来让相关人员了解到一段时间内，该道路桥梁各沉降变形处的具体变化情况。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，包括数据采集模块、分类汇总模块、数据分析模块、预警监测模块、控制器、信息互通模块、数据处理模块、警示灯、存储模块和数据计算模块；

所述数据采集模块用于实时采集道路桥梁的数据信息，且数据信息包括道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量、道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值，所述数据采集模块用于将数据信息传输至分类汇总模块；所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量生成分析信号传输至数据分析模块；所述数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，具体步骤如下：

步骤一：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

步骤二：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

所述数据分析模块在实时获取到Qi、W和E时，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块用于实时接收数据分析模块中传输的Qi、W和E，并将Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号，而在其它情况下，不生成任何信号进行传输，所述预警监测模块用于将巡查信号和高危险信号一同经由控制器传输至信息互通模块；所述信息互通模块在实时接收到巡查信号时，将其发送至巡查人员的手机中进行显示，以便巡查人员及时的对道路桥梁中，沉降变形量过大的位置进行查看与警示，所述信息互通模块在实时接收到高危险信号时，将其发送至维护人员的手机中进行显示，使得维护人员能够及时的对该道路桥梁进行整体的维护与修补，所述信息互通模块与巡查人员、维护人员的手机之间通信连接，此种双重预警监测的方式，有助于相关人员及时的了解到该道路桥梁的沉降变形情况，以免危险情况的发生；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量和道路桥梁各处的沉降变形量一同生成处理信号传输至数据处理模块；所述数据处理模块用于接收处理信号，并对其进行处理操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，且破损比界定为该道路桥梁中各处的沉降变形量高于预设值r的个数与总个数之比，并将该道路桥梁的破损比依次分为破损大、破损中等和破损小三个档次，同时依据该道路桥梁的破损比来标定破损系数T，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的破损比为破损大时，此时T＝A1，A1为预设值；

S3：当该道路桥梁的破损比为破损中等时，此时T＝A2，A2为预设值；

S4：当该道路桥梁的破损比为破损小时，此时T＝A3，A3为预设值，且A1大于A2大于A3；

步骤二：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，且过振时长界定为该道路桥梁的振动频率高于预设值z的总时间，并将该道路桥梁的过振时长依次分为时间长、时间合适和时间短三个档次，同时依据该道路桥梁的过振时长来标定振幅系数Y，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的过振时长为时间长时，此时Y＝B1，B1为预设值；

S3：当该道路桥梁的过振时长为时间合适时，此时Y＝B2，B2为预设值；

S4：当该道路桥梁的过振时长为时间短时，此时Y＝B3，B3为预设值，且B1大于B2大于B3；

步骤三：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并将该道路桥梁的车流量依次分为流量大、流量合适和流量小三个档次，同时依据该道路桥梁的车流量来标定流量系数U，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的车流量为流量大时，此时U＝C1，C1为预设值；

S3：当该道路桥梁的车流量为流量合适时，此时U＝C2，C2为预设值；

S4：当该道路桥梁的车流量为流量小时，此时U＝C3，C3为预设值，且C1大于C2大于C3；

步骤四：将上述步骤一至步骤三中的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U对该道路桥梁的安全程度进行权重分配，依次分配为预设值t、y和u，且预设值t大于预设值y大于预设值u，并根据公式I＝T*t+Y*y+U*u来求得第一时间段内，该道路桥梁的安全系数；

所述数据处理模块在获取到第一时间段内，该道路桥梁的安全系数I后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据处理模块中传输的I，并将其与预设范围p相比较，当满足I小于等于预设范围p中的最小值时，生成高度安全信号，当满足I位于预设范围p之内时，将I和预设范围p一同生成中度安全信号，当满足I大于等于预设范围p中的最大值时，将与I相对应的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U一同生成低度安全信号，所述预警监测模块还用于将高度安全信号、中度安全信号或低度安全信号传输至控制器；所述控制器在接收到高度安全信号时，控制警示灯闪烁，以提醒安检人员按时对该道路桥梁进行安全检查工作，所述控制器与警示灯之间通信连接，且警示灯位于安检亭内，所述控制器在接收到中度安全信号时，将其传输至信息互通模块，所述信息互通模块在接收到中度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，该道路桥梁的使用状况，并逐项检修，所述信息互通模块与安检人员的手机之间通信连接，所述控制器在接收到低度安全信号时，将其传输至信息互通模块和存储模块，所述信息互通模块在接收到低度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，影响该道路桥梁使用安全的不利因素，并做出针对性的措施，所述存储模块在接收到低度安全信号时，将其与日期一同生成道路桥梁安全表进行存储；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值一同生成计算信号传输至数据计算模块；所述数据计算模块用于接收计算信号，并对其进行计算操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的变化量，并将其标定为Sij，i＝1...n，j＝1...m，且在当i＝1时，S1j表示第二时间段内，该道路桥梁中第一个沉降变形处在每天的变化量；

步骤二：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的温变量，且温变量表示为该道路桥梁中各沉降变形处在每天的最高温度与最低温度之差，而最高温度界定为温度数值高于预设值a且持续时间大于预设值b时的温度，而最低温度界定为温度数值低于预设值c且持续时间大于预设值d时的温度，并将其标定为Fij，i＝1...n，j＝1...m，而Sij与Fij一一对应，且在当i＝1时，F1j表示第二时间段内，该道路桥梁中第一个沉降变形处在每天的温变量；

步骤三：根据公式Gij＝Sij*s+Fij*f，i＝1...n，j＝1...m来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数，而Sij、Fij与Gij一一对应，其中s、f为预设值且s大于f；

步骤四：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数的均值；

步骤五：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值的均值；

所述数据计算模块在获取到第二时间段内的Hi、J、Ki和L后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据计算模块中传输的Hi、J、Ki和L，并将Hi和J、Ki和L相比较，当满足Hi大于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成高损伤信号，当满足Hi大于J且Ki小于L，以及Hi小于等于J且Ki大于等于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成中等损伤信号，当满足Hi小于等于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成低损伤信号，同时将高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号一同经由控制器传输至信息互通模块和存储模块；所述信息互通模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其发送至管理人员的手机中进行显示，以便管理人员充分掌握第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处的具体损伤情况，并针对严重之处进行重点看护，所述信息互通模块与管理人员的手机之间通信连接；所述存储模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其与日期一同生成道路桥梁损伤表进行存储。

进一步地，所述道路桥梁的振动频率由桥梁测振仪实时测出；所述道路桥梁的车流量由车辆检测器实时测出；所述道路桥梁各处的沉降变形量由智能沉降传感器实时测出，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分，所述智能沉降传感器设置有多个，且采用连通管原理来感应道路桥梁的沉降信息；所述道路桥梁各处的温度值由温度传感器实时测出，且温度传感器位于道路桥梁的中空部分，并与智能沉降传感器相对应，所述温度传感器设置有多个。

进一步地，所述该道路桥梁的破损比中，其破损大、破损中等和破损小三个档次依次对应着67％以上、34至66％和33％以下；所述该道路桥梁的过振时长中，其时间长、时间合适和时间短三个档次依次对应着49小时以上、25至48小时和24小时以下；所述该道路桥梁的车流量中，其流量大、流量合适和流量小三个档次依次对应着10001辆以上、5001至10000辆和5000辆以下。

进一步地，所述第一时间段界定为上周第一天至上周最后一天之间的间隔时间；所述第二时间段界定为上个月第一天至上个月最后一天之间的间隔时间。

道路桥梁沉降变形实时预警监测方法，该方法包括如下步骤：

S1：依据智能沉降传感器来实时测出道路桥梁各处的沉降变形量，并生成分析信号，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分；

S2：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

S3：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

S4：将实时获取到的Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将实时获取到的W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号；

S5：将巡查信号和高危险信号一同经由控制器分别传输至巡查人员和维护人员的手机中进行显示。

本发明的有益效果：

1.数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，并在获取到Qi、W和E时，将其一同传输至预警监测模块，预警监测模块在实时接收到数据分析模块中传输的Qi、W和E时，将Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号，之后预警监测模块将巡查信号和高危险信号一同经由控制器传输至信息互通模块，信息互通模块在实时接收到巡查信号时，将其发送至巡查人员的手机中进行显示，以便巡查人员及时的对道路桥梁中，沉降变形量过大的位置进行查看与警示，而信息互通模块在实时接收到高危险信号时，将其发送至维护人员的手机中进行显示，使得维护人员能够及时的对该道路桥梁进行整体的维护与修补，此种双重预警监测的方式，有助于相关人员实时的掌握该道路桥梁的沉降变形情况，以免危险情况的发生；

2.数据处理模块在接收到处理信号后，对其进行处理操作，并依据公式I＝T*t+Y*y+U*u来获取到第一时间段内，该道路桥梁的安全系数I，同时将其传输至预警监测模块，预警监测模块在接收到数据处理模块中传输的I时，将其与预设范围p相比较，当满足I小于等于预设范围p中的最小值时，生成高度安全信号，当满足I位于预设范围p之内时，将I和预设范围p一同生成中度安全信号，当满足I大于等于预设范围p中的最大值时，将与I相对应的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U一同生成低度安全信号，之后预警监测模块将高度安全信号、中度安全信号或低度安全信号传输至控制器，控制器在接收到高度安全信号时，控制警示灯闪烁，以提醒安检人员按时对该道路桥梁进行安全检查工作，而控制器在接收到中度安全信号时，将其传输至信息互通模块，信息互通模块在接收到中度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，该道路桥梁的使用状况，并逐项检修，而控制器在接收到低度安全信号时，将其传输至信息互通模块和存储模块，信息互通模块在接收到低度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，影响该道路桥梁使用安全的不利因素，并做出针对性的措施，存储模块在接收到低度安全信号时，将其与日期一同生成道路桥梁安全表进行存储；

3.数据计算模块在接收到计算信号后，对其进行计算操作，并在获取到Hi、J、Ki和L后，将其一同传输至预警监测模块，预警监测模块在接收到数据计算模块中传输的Hi、J、Ki和L时，将Hi和J、Ki和L相比较，当满足Hi大于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成高损伤信号，当满足Hi大于J且Ki小于L，以及Hi小于等于J且Ki大于等于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成中等损伤信号，当满足Hi小于等于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成低损伤信号，之后预警监测模块将高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号一同经由控制器传输至信息互通模块和存储模块，信息互通模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其发送至管理人员的手机中进行显示，以便管理人员充分的了解到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处的具体损伤情况，并针对严重之处进行重点看护，存储模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其与日期一同生成道路桥梁损伤表进行存储。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，包括数据采集模块、分类汇总模块、数据分析模块、预警监测模块、控制器、信息互通模块、数据处理模块、警示灯、存储模块和数据计算模块；

所述数据采集模块用于实时采集道路桥梁的数据信息，且数据信息包括道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量、道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值，所述数据采集模块用于将数据信息传输至分类汇总模块；所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量生成分析信号传输至数据分析模块；所述数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，具体步骤如下：

步骤一：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

步骤二：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

所述数据分析模块在实时获取到Qi、W和E时，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块用于实时接收数据分析模块中传输的Qi、W和E，并将Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号，而在其它情况下，不生成任何信号进行传输，所述预警监测模块用于将巡查信号和高危险信号一同经由控制器传输至信息互通模块；所述信息互通模块在实时接收到巡查信号时，将其发送至巡查人员的手机中进行显示，以便巡查人员及时的对道路桥梁中，沉降变形量过大的位置进行查看与警示，所述信息互通模块在实时接收到高危险信号时，将其发送至维护人员的手机中进行显示，使得维护人员能够及时的对该道路桥梁进行整体的维护与修补，所述信息互通模块与巡查人员、维护人员的手机之间通信连接，此种双重预警监测的方式，有助于相关人员及时的了解到该道路桥梁的沉降变形情况，以免危险情况的发生；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量和道路桥梁各处的沉降变形量一同生成处理信号传输至数据处理模块；所述数据处理模块用于接收处理信号，并对其进行处理操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，且破损比界定为该道路桥梁中各处的沉降变形量高于预设值r的个数与总个数之比，并将该道路桥梁的破损比依次分为破损大、破损中等和破损小三个档次，同时依据该道路桥梁的破损比来标定破损系数T，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的破损比为破损大时，此时T＝A1，A1为预设值；

S3：当该道路桥梁的破损比为破损中等时，此时T＝A2，A2为预设值；

S4：当该道路桥梁的破损比为破损小时，此时T＝A3，A3为预设值，且A1大于A2大于A3；

步骤二：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，且过振时长界定为该道路桥梁的振动频率高于预设值z的总时间，并将该道路桥梁的过振时长依次分为时间长、时间合适和时间短三个档次，同时依据该道路桥梁的过振时长来标定振幅系数Y，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的过振时长为时间长时，此时Y＝B1，B1为预设值；

S3：当该道路桥梁的过振时长为时间合适时，此时Y＝B2，B2为预设值；

S4：当该道路桥梁的过振时长为时间短时，此时Y＝B3，B3为预设值，且B1大于B2大于B3；

步骤三：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并将该道路桥梁的车流量依次分为流量大、流量合适和流量小三个档次，同时依据该道路桥梁的车流量来标定流量系数U，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的车流量为流量大时，此时U＝C1，C1为预设值；

S3：当该道路桥梁的车流量为流量合适时，此时U＝C2，C2为预设值；

S4：当该道路桥梁的车流量为流量小时，此时U＝C3，C3为预设值，且C1大于C2大于C3；

步骤四：将上述步骤一至步骤三中的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U对该道路桥梁的安全程度进行权重分配，依次分配为预设值t、y和u，且预设值t大于预设值y大于预设值u，并根据公式I＝T*t+Y*y+U*u来求得第一时间段内，该道路桥梁的安全系数；

所述数据处理模块在获取到第一时间段内，该道路桥梁的安全系数I后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据处理模块中传输的I，并将其与预设范围p相比较，当满足I小于等于预设范围p中的最小值时，生成高度安全信号，当满足I位于预设范围p之内时，将I和预设范围p一同生成中度安全信号，当满足I大于等于预设范围p中的最大值时，将与I相对应的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U一同生成低度安全信号，所述预警监测模块还用于将高度安全信号、中度安全信号或低度安全信号传输至控制器；所述控制器在接收到高度安全信号时，控制警示灯闪烁，以提醒安检人员按时对该道路桥梁进行安全检查工作，所述控制器与警示灯之间通信连接，且警示灯位于安检亭内，所述控制器在接收到中度安全信号时，将其传输至信息互通模块，所述信息互通模块在接收到中度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，该道路桥梁的使用状况，并逐项检修，所述信息互通模块与安检人员的手机之间通信连接，所述控制器在接收到低度安全信号时，将其传输至信息互通模块和存储模块，所述信息互通模块在接收到低度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，影响该道路桥梁使用安全的不利因素，并做出针对性的措施，所述存储模块在接收到低度安全信号时，将其与日期一同生成道路桥梁安全表进行存储；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值一同生成计算信号传输至数据计算模块；所述数据计算模块用于接收计算信号，并对其进行计算操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的变化量，并将其标定为Sij，i＝1...n，j＝1...m，且在当i＝1时，S1j表示第二时间段内，该道路桥梁中第一个沉降变形处在每天的变化量；

步骤二：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的温变量，且温变量表示为该道路桥梁中各沉降变形处在每天的最高温度与最低温度之差，而最高温度界定为温度数值高于预设值a且持续时间大于预设值b时的温度，而最低温度界定为温度数值低于预设值c且持续时间大于预设值d时的温度，并将其标定为Fij，i＝1...n，j＝1...m，而Sij与Fij一一对应，且在当i＝1时，F1j表示第二时间段内，该道路桥梁中第一个沉降变形处在每天的温变量；

步骤三：根据公式Gij＝Sij*s+Fij*f，i＝1...n，j＝1...m来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数，而Sij、Fij与Gij一一对应，其中s、f为预设值且s大于f；

步骤四：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数的均值；

步骤五：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值的均值；

所述数据计算模块在获取到第二时间段内的Hi、J、Ki和L后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据计算模块中传输的Hi、J、Ki和L，并将Hi和J、Ki和L相比较，当满足Hi大于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成高损伤信号，当满足Hi大于J且Ki小于L，以及Hi小于等于J且Ki大于等于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成中等损伤信号，当满足Hi小于等于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成低损伤信号，同时将高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号一同经由控制器传输至信息互通模块和存储模块；所述信息互通模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其发送至管理人员的手机中进行显示，以便管理人员充分掌握第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处的具体损伤情况，并针对严重之处进行重点看护，所述信息互通模块与管理人员的手机之间通信连接；所述存储模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其与日期一同生成道路桥梁损伤表进行存储。

进一步地，所述道路桥梁的振动频率由桥梁测振仪实时测出；所述道路桥梁的车流量由车辆检测器实时测出；所述道路桥梁各处的沉降变形量由智能沉降传感器实时测出，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分，所述智能沉降传感器设置有多个，且采用连通管原理来感应道路桥梁的沉降信息；所述道路桥梁各处的温度值由温度传感器实时测出，且温度传感器位于道路桥梁的中空部分，并与智能沉降传感器相对应，所述温度传感器设置有多个。

进一步地，所述该道路桥梁的破损比中，其破损大、破损中等和破损小三个档次依次对应着67％以上、34至66％和33％以下；所述该道路桥梁的过振时长中，其时间长、时间合适和时间短三个档次依次对应着49小时以上、25至48小时和24小时以下；所述该道路桥梁的车流量中，其流量大、流量合适和流量小三个档次依次对应着10001辆以上、5001至10000辆和5000辆以下。

进一步地，所述第一时间段界定为上周第一天至上周最后一天之间的间隔时间；所述第二时间段界定为上个月第一天至上个月最后一天之间的间隔时间。

道路桥梁沉降变形实时预警监测方法，该方法包括如下步骤：

S1：依据智能沉降传感器来实时测出道路桥梁各处的沉降变形量，并生成分析信号，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分；

S2：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

S3：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

S4：将实时获取到的Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将实时获取到的W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号；

S5：将巡查信号和高危险信号一同经由控制器分别传输至巡查人员和维护人员的手机中进行显示。

道路桥梁沉降变形实时预警监测系统及其监测方法，在工作过程中，先通过数据采集模块来实时采集道路桥梁的数据信息，且数据信息包括道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量、道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值，同时将采集的数据信息传输至分类汇总模块，分类汇总模块在实时接收到数据信息时，将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量生成分析信号传输至数据分析模块，数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，并在获取到Qi、W和E时，将其一同传输至预警监测模块，预警监测模块在实时接收到数据分析模块中传输的Qi、W和E时，将Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号，而在其它情况下，不生成任何信号进行传输，之后预警监测模块将巡查信号和高危险信号一同经由控制器传输至信息互通模块，信息互通模块在实时接收到巡查信号时，将其发送至巡查人员的手机中进行显示，以便巡查人员及时的对道路桥梁中，沉降变形量过大的位置进行查看与警示，而信息互通模块在实时接收到高危险信号时，将其发送至维护人员的手机中进行显示，使得维护人员能够及时的对该道路桥梁进行整体的维护与修补，此种双重预警监测的方式，有助于相关人员实时的掌握该道路桥梁的沉降变形情况，以免危险情况的发生；

且分类汇总模块在实时接收到数据信息时，还将数据信息中道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量和道路桥梁各处的沉降变形量一同生成处理信号传输至数据处理模块，数据处理模块在接收到处理信号后，对其进行处理操作，并依据公式I＝T*t+Y*y+U*u来获取到第一时间段内，该道路桥梁的安全系数I，同时将其传输至预警监测模块，预警监测模块在接收到数据处理模块中传输的I时，将其与预设范围p相比较，当满足I小于等于预设范围p中的最小值时，生成高度安全信号，当满足I位于预设范围p之内时，将I和预设范围p一同生成中度安全信号，当满足I大于等于预设范围p中的最大值时，将与I相对应的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U一同生成低度安全信号，之后预警监测模块将高度安全信号、中度安全信号或低度安全信号传输至控制器，控制器在接收到高度安全信号时，控制警示灯闪烁，以提醒安检人员按时对该道路桥梁进行安全检查工作，而控制器在接收到中度安全信号时，将其传输至信息互通模块，信息互通模块在接收到中度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，该道路桥梁的使用状况，并逐项检修，而控制器在接收到低度安全信号时，将其传输至信息互通模块和存储模块，信息互通模块在接收到低度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，以便安检人员了解到第一时间段内，影响该道路桥梁使用安全的不利因素，并做出针对性的措施，存储模块在接收到低度安全信号时，将其与日期一同生成道路桥梁安全表进行存储；

且分类汇总模块在实时接收到数据信息时，还将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值一同生成计算信号传输至数据计算模块，数据计算模块在接收到计算信号后，对其进行计算操作，并在获取到Hi、J、Ki和L后，将其一同传输至预警监测模块，预警监测模块在接收到数据计算模块中传输的Hi、J、Ki和L时，将Hi和J、Ki和L相比较，当满足Hi大于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成高损伤信号，当满足Hi大于J且Ki小于L，以及Hi小于等于J且Ki大于等于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成中等损伤信号，当满足Hi小于等于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成低损伤信号，之后预警监测模块将高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号一同经由控制器传输至信息互通模块和存储模块，信息互通模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其发送至管理人员的手机中进行显示，以便管理人员充分的了解到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处的具体损伤情况，并针对严重之处进行重点看护，存储模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其与日期一同生成道路桥梁损伤表进行存储。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，其特征在于，包括数据采集模块、分类汇总模块、数据分析模块、预警监测模块、控制器、信息互通模块、数据处理模块、警示灯、存储模块和数据计算模块；

所述数据采集模块用于实时采集道路桥梁的数据信息，且数据信息包括道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量、道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值，所述数据采集模块用于将数据信息传输至分类汇总模块；所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量生成分析信号传输至数据分析模块；所述数据分析模块在实时接收到分析信号后，即开始进行分析操作，具体步骤如下：

步骤一：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

步骤二：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

所述数据分析模块在实时获取到Qi、W和E时，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块用于实时接收数据分析模块中传输的Qi、W和E，并将Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号，所述预警监测模块用于将巡查信号和高危险信号一同经由控制器传输至信息互通模块；所述信息互通模块在实时接收到巡查信号时，将其发送至巡查人员的手机中进行显示，所述信息互通模块在实时接收到高危险信号时，将其发送至维护人员的手机中进行显示，所述信息互通模块与巡查人员、维护人员的手机之间通信连接；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁的振动频率、道路桥梁的车流量和道路桥梁各处的沉降变形量一同生成处理信号传输至数据处理模块；所述数据处理模块用于接收处理信号，并对其进行处理操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，且破损比界定为该道路桥梁中各处的沉降变形量高于预设值r的个数与总个数之比，并将该道路桥梁的破损比依次分为破损大、破损中等和破损小三个档次，同时依据该道路桥梁的破损比来标定破损系数T，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的破损比，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的破损比为破损大时，此时T＝A1，A1为预设值；

S3：当该道路桥梁的破损比为破损中等时，此时T＝A2，A2为预设值；

S4：当该道路桥梁的破损比为破损小时，此时T＝A3，A3为预设值，且A1大于A2大于A3；

步骤二：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，且过振时长界定为该道路桥梁的振动频率高于预设值z的总时间，并将该道路桥梁的过振时长依次分为时间长、时间合适和时间短三个档次，同时依据该道路桥梁的过振时长来标定振幅系数Y，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的过振时长，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的过振时长为时间长时，此时Y＝B1，B1为预设值；

S3：当该道路桥梁的过振时长为时间合适时，此时Y＝B2，B2为预设值；

S4：当该道路桥梁的过振时长为时间短时，此时Y＝B3，B3为预设值，且B1大于B2大于B3；

步骤三：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并将该道路桥梁的车流量依次分为流量大、流量合适和流量小三个档次，同时依据该道路桥梁的车流量来标定流量系数U，具体标定过程如下：

S1：获取到第一时间段内，该道路桥梁的车流量，并对其进行赋值；

S2：当该道路桥梁的车流量为流量大时，此时U＝C1，C1为预设值；

S3：当该道路桥梁的车流量为流量合适时，此时U＝C2，C2为预设值；

S4：当该道路桥梁的车流量为流量小时，此时U＝C3，C3为预设值，且C1大于C2大于C3；

步骤四：将上述步骤一至步骤三中的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U对该道路桥梁的安全程度进行权重分配，依次分配为预设值t、y和u，且预设值t大于预设值y大于预设值u，并根据公式I＝T*t+Y*y+U*u来求得第一时间段内，该道路桥梁的安全系数；

所述数据处理模块在获取到第一时间段内，该道路桥梁的安全系数I后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据处理模块中传输的I，并将其与预设范围p相比较，当满足I小于等于预设范围p中的最小值时，生成高度安全信号，当满足I位于预设范围p之内时，将I和预设范围p一同生成中度安全信号，当满足I大于等于预设范围p中的最大值时，将与I相对应的破损系数T、振幅系数Y和流量系数U一同生成低度安全信号，所述预警监测模块还用于将高度安全信号、中度安全信号或低度安全信号传输至控制器；所述控制器在接收到高度安全信号时，控制警示灯闪烁，所述控制器与警示灯之间通信连接，所述控制器在接收到中度安全信号时，将其传输至信息互通模块，所述信息互通模块在接收到中度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，所述信息互通模块与安检人员的手机之间通信连接，所述控制器在接收到低度安全信号时，将其传输至信息互通模块和存储模块，所述信息互通模块在接收到低度安全信号时，将其发送至安检人员的手机中进行显示，所述存储模块在接收到低度安全信号时，将其与日期一同生成道路桥梁安全表进行存储；

所述分类汇总模块用于实时接收数据信息，并将数据信息中道路桥梁各处的沉降变形量和道路桥梁各处的温度值一同生成计算信号传输至数据计算模块；所述数据计算模块用于接收计算信号，并对其进行计算操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的变化量，并将其标定为Sij，i＝1...n，j＝1...m；

步骤二：获取到第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的温变量，且温变量表示为该道路桥梁中各沉降变形处在每天的最高温度与最低温度之差，并将其标定为Fij，i＝1...n，j＝1...m，而Sij与Fij一一对应；

步骤三：根据公式Gij＝Sij*s+Fij*f，i＝1...n，j＝1...m来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数，而Sij、Fij与Gij一一对应，其中s、f为预设值且s大于f；

步骤四：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的平均损伤系数的均值；

步骤五：先根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值，再根据公式来求得第二时间段内，该道路桥梁中各沉降变形处在每天的损伤系数离散值的均值；

所述数据计算模块在获取到第二时间段内的Hi、J、Ki和L后，将其传输至预警监测模块；所述预警监测模块还用于接收数据计算模块中传输的Hi、J、Ki和L，并将Hi和J、Ki和L相比较，当满足Hi大于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成高损伤信号，当满足Hi大于J且Ki小于L，以及Hi小于等于J且Ki大于等于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成中等损伤信号，当满足Hi小于等于J且Ki小于L时，将与Hi或Ki相对应的沉降变形处生成低损伤信号，同时将高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号一同经由控制器传输至信息互通模块和存储模块；所述信息互通模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其发送至管理人员的手机中进行显示，所述信息互通模块与管理人员的手机之间通信连接；所述存储模块在接收到高损伤信号、中等损伤信号和低损伤信号时，将其与日期一同生成道路桥梁损伤表进行存储。

2.根据权利要求1所述的道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，其特征在于，所述道路桥梁的振动频率由桥梁测振仪实时测出；所述道路桥梁的车流量由车辆检测器实时测出；所述道路桥梁各处的沉降变形量由智能沉降传感器实时测出，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分；所述道路桥梁各处的温度值由温度传感器实时测出，且温度传感器位于道路桥梁的中空部分，并与智能沉降传感器相对应。

3.根据权利要求1所述的道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，其特征在于，所述该道路桥梁的破损比中，其破损大、破损中等和破损小三个档次依次对应着67％以上、34至66％和33％以下；所述该道路桥梁的过振时长中，其时间长、时间合适和时间短三个档次依次对应着49小时以上、25至48小时和24小时以下；所述该道路桥梁的车流量中，其流量大、流量合适和流量小三个档次依次对应着10001辆以上、5001至10000辆和5000辆以下。

4.根据权利要求1所述的道路桥梁沉降变形实时预警监测系统，其特征在于，所述第一时间段界定为上周第一天至上周最后一天之间的间隔时间；所述第二时间段界定为上个月第一天至上个月最后一天之间的间隔时间。

5.道路桥梁沉降变形实时预警监测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：依据智能沉降传感器来实时测出道路桥梁各处的沉降变形量，并生成分析信号，且智能沉降传感器位于道路桥梁的中空部分；

S2：实时获取到分析信号中道路桥梁各处的沉降变形量，并将其标定为Qi，i＝1...n；

S3：先根据公式来求得道路桥梁各处的平均沉降变形量，再根据公式来求得道路桥梁各处的沉降变形量的离散系数；

S4：将实时获取到的Qi与预设值q相比较，当满足Qi大于预设值q时，将与Qi相对应的沉降变形处生成巡查信号，同时将实时获取到的W、E分别与预设值w、e相比较，当满足W大于预设值w且E小于预设值e时，生成高危险信号；

S5：将巡查信号和高危险信号一同经由控制器分别传输至巡查人员和维护人员的手机中进行显示。