CN109945830A - 一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁安全监控系统技术领域，且公开了一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，包括稳定底座，所述稳定底座的顶部固定安装有框架，所述框架的顶部固定安装有防雨盖。该具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，解决了现有的对桥梁健康监测系统的建立受传感器技术、桥梁工程、损伤识别和状况评估专家系统技术的制约，在及时预警上还不够成熟，在防潮防护上也不够完善，监控系统进行预警时，往往需要将检测数据传回至监测中心，由人工判断然后再发出预警，时效性较差，导致在桥梁发生问题后不能及时采取相应的处理方案，错失了对桥梁采取维护的时间，降低了桥梁的使用寿命的问题。

Description

一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统

技术领域

本发明涉及桥梁安全监控系统技术领域，具体为一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统。

背景技术

桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状况的监控与评估，为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号，在通信网络、信号处理、人工智能等技术的不断发展加速了桥梁监测系统的实用化进程，业界纷纷着手研究和开发各种灵活、高效、廉价和不影响桥梁结构正常使用的长期实施监测方法或技术，桥梁健康监测系统的部署和应用不单单具有重要的现实意义，还具有重要的研究价值，在推动和发展智能化、数字化和信息化桥梁工程中起到了积极的作用。

例如中国专利CN 104199410 B中公开的一种桥梁结构健康监测通用性采集控制系统，包括采集设备、数据收集模块、数据处理模块、数据评估模块、数据显示模块和数据存储与控制模块；本发明的有益效果有：数据采集通用性结构、差异通信协议抽象统一接口、传感系统采集策略、资源分配策略、基于传感对象并结合传感系统故障的可靠控制策略、多参数多等级突发事件捕获策略、基于关系数据库的数据存储与管理策略、远程系统控制与更新等。

但是现有的对桥梁健康监测系统的建立受传感器技术、桥梁工程、损伤识别和状况评估专家系统技术的制约，在及时预警上还不够成熟，在防潮防护上也不够完善，监控系统进行预警时，往往需要将检测数据传回至监测中心，由人工判断然后再发出预警，时效性较差，导致在桥梁发生问题后不能及时采取相应的处理方案，错失了对桥梁采取维护的时间，降低了桥梁的使用寿命，故而提出一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统来解决上述所提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，具备及时预警等优点，解决了现有的对桥梁健康监测系统的建立受传感器技术、桥梁工程、损伤识别和状况评估专家系统技术的制约，在及时预警上还不够成熟，在防潮防护上也不够完善，监控系统进行预警时，往往需要将检测数据传回至监测中心，由人工判断然后再发出预警，时效性较差，导致在桥梁发生问题后不能及时采取相应的处理方案，错失了对桥梁采取维护的时间，降低了桥梁的使用寿命的问题。

(二)技术方案

为实现上述及时预警的目的，本发明提供如下技术方案：一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，包括稳定底座，所述稳定底座的顶部固定安装有框架，所述框架的顶部固定安装有防雨盖，所述框架的右侧活动连接有转动门，所述转动门的内部活动安装有观察玻璃，所述框架的内顶壁固定安装有现场控制模块，所述框架的内部固定安装有位于现场控制模块底部的隔板，所述框架的内部固定安装有位于隔板下方的控制开关，所述稳定底座的内腔底壁固定安装有位于控制开关下方的配电电源，所述隔板的底部固定安装有安装块，所述安装块的内部固定安装有辅助弹簧，所述辅助弹簧的底部固定安装有定位块，所述框架的内部固定安装有位于隔板下方的线槽板，所述线槽板的顶部固定安装有配合块，所述定位块和配合块中间活动安装有吸潮盒，所述框架的右侧内部固定安装有隔尘网，所述框架的右侧外壁固定安装有防护罩，所述框架的内部固定安装有位于隔尘网左侧的冷却风扇，所述现场控制模块双向电连接有现场报警模块，所述现场控制模块的双向电连接有数据采集模块，所述数据采集模块双向电连接有数据传输模块和数据存储模块，所述数据采集模块的输入端与静力水准传感器的输出端和表面应变传感器的输出端均电连接，所述现场控制模块通过以太网双向连接有云端服务器。

优选的，所述数据存储模块包括数据存储单元和临时存储单元，所述数据存储单元与临时存储单元的数据在逻辑上完全隔离。

优选的，所述现场控制模块的正面镶嵌有显示屏和操作按键，显示屏为高清可触摸显示屏，所述显示屏与操作按键均与现场控制模块双向电连接。

优选的，所述防雨盖的宽度大于框架的宽度且超出距离为五厘米，所述防护罩的宽度小于两厘米。

优选的，所述观察玻璃为透明钢化玻璃，所述隔尘网的厚度大于两厘米。

优选的，所述定位块的内部呈凹陷状，所述吸潮盒的外部形状与定位块的内部形状相适配且配合块的内部与定位块的内部为相同设置。

优选的，所述辅助弹簧的数量为三个，三个所述辅助弹簧呈等距离分布在安装块的内部。

优选的，所述现场报警模块包括蜂鸣器和闪烁灯，所述闪烁灯位于防雨盖的内部，所述闪烁灯位于防雨盖的顶部。

优选的，所述冷却风扇的长度与吸潮盒的长度相适配，且隔尘网的横向中心线与冷却风扇的横向中心线在同一轴线上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，具备以下有益效果：

1、该具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，通过在框架的顶部设置的防雨盖，且防雨盖的宽度大于框架的宽度，在下雨时，通过防雨盖能够将防止雨水流入框架的侧面，提高了对雨水的防护性，同时在框架的内部设置有防护罩和隔尘网，在冷却风扇将外部的空气引入框架内部时，防护罩首先将外部的异物进行隔离，隔尘网将灰尘进行隔离，且在框架内部设置的吸潮盒，通过吸潮盒将进入的空气上的潮气进行吸收，提高了框架内部空气的干燥度，保证了框架内部的硬件能正常工作。

2、该具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，通过将静力水准传感器和表面应变传感器与数据采集模块构成一个稳定的数据采集系统，然后通过以太网与云端服务器进行网络协同感知、采集和处理监测到的信息，传递至云端服务器上，及时对监测到的信息进行分析，并通过云端服务器对现场控制模块进行实时监控，能及时的知晓桥梁结构整体是否处于安全状态，以太网络可以提高在工程状况处于异常时发出预警信号的效率，缩短了信息在传递时间，提高了对桥梁维护、维修与管理决策工作的效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统结构示意图；

图2为本发明提出的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统图1中A处局部放大图；

图3为本发明提出的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统系统示意图。

图中：1稳定底座、2框架、3防雨盖、4转动门、5观察玻璃、6现场控制模块、7控制开关、8配电电源、9隔板、10安装块、11辅助弹簧、12定位块、13吸潮盒、14线槽板、15配合块、16隔尘网、17防护罩、18冷却风扇、19云端服务器、20现场报警模块、21数据采集模块、22数据传输模块、23数据存储模块、231数据存储单元、232临时存储单元、24静力水准传感器、25表面应变传感器、26显示屏、27操作按键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，包括稳定底座1，稳定底座1的顶部固定安装有框架2，框架2的顶部固定安装有防雨盖3，防雨盖3的宽度大于框架2的宽度且超出距离为五厘米，防护罩17的宽度小于两厘米，框架2的右侧活动连接有转动门4，转动门4的内部活动安装有观察玻璃5，观察玻璃5为透明钢化玻璃，隔尘网16的厚度大于两厘米，框架2的内顶壁固定安装有现场控制模块6，框架2的内部固定安装有位于现场控制模块6底部的隔板9，现场控制模块6的正面镶嵌有显示屏26和操作按键27，显示屏26为高清可触摸显示屏，显示屏26与操作按键27均与现场控制模块6双向电连接，框架2的内部固定安装有位于隔板9下方的控制开关7，稳定底座1的内腔底壁固定安装有位于控制开关7下方的配电电源8，隔板9的底部固定安装有安装块10，安装块10的内部固定安装有辅助弹簧11，辅助弹簧11的数量为三个，三个辅助弹簧11呈等距离分布在安装块10的内部，辅助弹簧11的底部固定安装有定位块12，定位块12的内部呈凹陷状，吸潮盒13的外部形状与定位块12的内部形状相适配且配合块15的内部与定位块12的内部为相同设置，框架2的内部固定安装有位于隔板9下方的线槽板14，线槽板14的顶部固定安装有配合块15，定位块12和配合块15中间活动安装有吸潮盒13，框架2的右侧内部固定安装有隔尘网16，框架2的右侧外壁固定安装有防护罩17，框架2的内部固定安装有位于隔尘网16左侧的冷却风扇18，通过在框架2的顶部设置的防雨盖3，且防雨盖3的宽度大于框架2的宽度，在下雨时，通过防雨盖3能够将防止雨水流入框架2的侧面，提高了对雨水的防护性，同时在框架2的内部设置有防护罩17和隔尘网16，在冷却风扇18将外部的空气引入框架2内部时，防护罩17首先将外部的异物进行隔离，隔尘网16将灰尘进行隔离，且在框架2内部设置的吸潮盒13，通过吸潮盒13将进入的空气上的潮气进行吸收，提高了框架2内部空气的干燥度，保证了框架2内部的硬件能正常工作，冷却风扇18的长度与吸潮盒13的长度相适配，且隔尘网16的横向中心线与冷却风扇18的横向中心线在同一轴线上，现场控制模块6双向电连接有现场报警模块20，现场报警模块20包括蜂鸣器和闪烁灯，闪烁灯位于防雨盖3的内部，闪烁灯位于防雨盖3的顶部，现场控制模块6的双向电连接有数据采集模块21，数据采集模块21双向电连接有数据传输模块22和数据存储模块23，数据存储模块23包括数据存储单元231和临时存储单元232，数据存储单元231与临时存储单元232的数据在逻辑上完全隔离，数据采集模块21的输入端与静力水准传感器24的输出端和表面应变传感器25的输出端均电连接，表面应力计是测量地应力的仪器，根据地应力测量中使用的传感器的刚度不同，可将传感器分为两种：若刚度比所测地点岩石的刚度大时，称为表面应力计；若小于被测地区岩石的刚度，则称表面变形计或表面应变计，因表面应力计刚度大，有很大能力反抗岩石变形，而本身所承受的压力主要取决于岩石中的应力，与岩石的弹性常数关系不大，刚度愈大这种效应愈明显，因此用它进行测量时不需精确测定岩石的弹性常数，静力水准传感器24是测量高差及其变化的精密仪器，主要用于大型储罐、大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、桥梁和地铁等垂直位移和倾斜的检测静力水准系统一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，通常采用一体化模块化自动测量单元采集数据，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测，现场控制模块6通过以太网双向连接有云端服务器19，通过将静力水准传感器24和表面应变传感器25与数据采集模块21构成一个稳定的数据采集系统，然后通过以太网与云端服务器19进行网络协同感知、采集和处理监测到的信息，传递至云端服务器19上，及时对监测到的信息进行分析，并通过云端服务器19对现场控制模块6进行实时监控，能及时的知晓桥梁结构整体是否处于安全状态，以太网络可以提高在工程状况处于异常时发出预警信号的效率，缩短了信息在传递时间，提高了对桥梁维护、维修与管理决策工作的效率。

综上所述，该具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，通过在框架2的顶部设置的防雨盖3，且防雨盖3的宽度大于框架2的宽度，在下雨时，通过防雨盖3能够将防止雨水流入框架2的侧面，提高了对雨水的防护性，同时在框架2的内部设置有防护罩17和隔尘网16，在冷却风扇18将外部的空气引入框架2内部时，防护罩17首先将外部的异物进行隔离，隔尘网16将灰尘进行隔离，且在框架2内部设置的吸潮盒13，通过吸潮盒13将进入的空气上的潮气进行吸收，提高了框架2内部空气的干燥度，保证了框架2内部的硬件能正常工作，并且，通过将静力水准传感器24和表面应变传感器25与数据采集模块21构成一个稳定的数据采集系统，然后通过以太网与云端服务器19进行网络协同感知、采集和处理监测到的信息，传递至云端服务器19上，及时对监测到的信息进行分析，并通过云端服务器19对现场控制模块6进行实时监控，能及时的知晓桥梁结构整体是否处于安全状态，以太网络可以提高在工程状况处于异常时发出预警信号的效率，缩短了信息在传递时间，提高了对桥梁维护、维修与管理决策工作的效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，包括稳定底座(1)，其特征在于：所述稳定底座(1)的顶部固定安装有框架(2)，所述框架(2)的顶部固定安装有防雨盖(3)，所述框架(2)的右侧活动连接有转动门(4)，所述转动门(4)的内部活动安装有观察玻璃(5)，所述框架(2)的内顶壁固定安装有现场控制模块(6)，所述框架(2)的内部固定安装有位于现场控制模块(6)底部的隔板(9)，所述框架(2)的内部固定安装有位于隔板(9)下方的控制开关(7)，所述稳定底座(1)的内腔底壁固定安装有位于控制开关(7)下方的配电电源(8)，所述隔板(9)的底部固定安装有安装块(10)，所述安装块(10)的内部固定安装有辅助弹簧(11)，所述辅助弹簧(11)的底部固定安装有定位块(12)，所述框架(2)的内部固定安装有位于隔板(9)下方的线槽板(14)，所述线槽板(14)的顶部固定安装有配合块(15)，所述定位块(12)和配合块(15)中间活动安装有吸潮盒(13)，所述框架(2)的右侧内部固定安装有隔尘网(16)，所述框架(2)的右侧外壁固定安装有防护罩(17)，所述框架(2)的内部固定安装有位于隔尘网(16)左侧的冷却风扇(18)，所述现场控制模块(6)双向电连接有现场报警模块(20)，所述现场控制模块(6)的双向电连接有数据采集模块(21)，所述数据采集模块(21)双向电连接有数据传输模块(22)和数据存储模块(23)，所述数据采集模块(21)的输入端与静力水准传感器(24)的输出端和表面应变传感器(25)的输出端均电连接，所述现场控制模块(6)通过以太网双向连接有云端服务器(19)。

2.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述数据存储模块(23)包括数据存储单元(231)和临时存储单元(232)，所述数据存储单元(231)与临时存储单元(232)的数据在逻辑上完全隔离。

3.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述现场控制模块(6)的正面镶嵌有显示屏(26)和操作按键(27)，显示屏(26)为高清可触摸显示屏，所述显示屏(26)与操作按键(27)均与现场控制模块(6)双向电连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述防雨盖(3)的宽度大于框架(2)的宽度且超出距离为五厘米，所述防护罩(17)的宽度小于两厘米。

5.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述观察玻璃(5)为透明钢化玻璃，所述隔尘网(16)的厚度大于两厘米。

6.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述定位块(12)的内部呈凹陷状，所述吸潮盒(13)的外部形状与定位块(12)的内部形状相适配且配合块(15)的内部与定位块(12)的内部为相同设置。

7.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述辅助弹簧(11)的数量为三个，三个所述辅助弹簧(11)呈等距离分布在安装块(10)的内部。

8.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述现场报警模块(20)包括蜂鸣器和闪烁灯，所述闪烁灯位于防雨盖(3)的内部，所述闪烁灯位于防雨盖(3)的顶部。

9.根据权利要求1所述的一种具有两级风险预警模式的桥梁健康安全监控系统，其特征在于：所述冷却风扇(18)的长度与吸潮盒(13)的长度相适配，且隔尘网(16)的横向中心线与冷却风扇(18)的横向中心线在同一轴线上。