CN112019590A - 静载试验远程监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了静载试验远程监控系统，包括监控端、传输网络、前端系统、监控对象和客户端，前端系统实时获取所述监控对象的试验信息，并通过传输网络将试验信息上传至所述监控端，试验信息包括数据、视频、图像和位置信息；监控端采用多级管理结构，包括监控中心和所述客户端，监控中心配置有防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、数据管理模块、用户识别模块、操作系统模块以及通讯模块，具有防火墙、入侵检测、病毒防范、用户识别功能，可以数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复，具备用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，监控端可以生成相关分析数据，自动化高、信息化高、准确性高、安全性高。

Description

静载试验远程监控系统
技术领域
本发明涉及远程监控技术，尤其涉及一种静载试验远程监控系统。
背景技术
随着经济的发展和城市化进程的不断加快，建筑行业蓬勃发展，建筑高层化已成为建筑趋势，这对地基基础的承载力提出了一个更高的要求。地基基础检测是确保地基基础施工质量的关键环节，是保证地基基础安全的最后一道防线，如何确保地基基础检测数据的客观公正性与现场检测过程的规范性是当前面临的一大难题。
静载试验是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法，常见为抗压静载试验、抗拔静载试验、水平静载试验。静载试验是检测基桩础承载力最直观、最有效的方法，可直接判定基桩承载力是否符合设计要求，被广泛应用于所有基桩工程中。同时对于岩石地基和土地基，平板载荷试验也是判定地基承载力最有效的方法，广泛应用于天然地基、处理土地基和复合地基的承载力检测中；在基坑和边坡工程中，锚杆抗拔试验是检测锚杆抗拔力最直接有效的方法，由于施工简单，成本低，效果好，广泛应用于地下或支护结构中。
静载试验检测设备主要包括千斤顶、油泵、钢梁和百分表等，传统检测方法是将检测设备安装好后，由检测人员在现场通过油泵对千斤顶进行加载，根据规范要求人工记录百分表数据，数据的真实性和准确性受人为影响因素大，且现场缺乏监控，容易产造假等问题，难以保证检测的客观公正，降低了静载试验结果的可信度。
近年来，随着监控技术不断发展，远程检测监控技术也日益成熟。传统静载试验的无法有效监控已经影响到该项技术的推广应用，如何利用最新监控技术对静载试验进行远程监控，成为摆在检测工作者前面的难题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种静载试验远程监控系统，其能解决现有技术无法对现场的一些数据、视频、图像和位置信息进行监控的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种静载试验远程监控系统，包括监控端、传输网络、前端系统、监控对象和客户端，所述前端系统实时获取所述监控对象的试验信息，并通过所述传输网络将试验信息上传至所述监控端，所述试验信息包括数据、视频、图像和位置信息；所述监控端采用多级管理结构，包括监控中心和所述客户端，所述监控中心配置有防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、数据管理模块、用户识别模块、操作系统模块以及通讯模块，所述防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、用户识别模块为所述监控中心提供安全防护，所述数据管理模块采用关系型数据库，提供标准数据接口，具有数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复功能，同时具有用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，所述监控中心通过所述通讯模块与所述客户端交互，所述操作系统模块通过自带的系统软件管理页面功能进行显示、管理与监控所述检测对象的试验情况。
优选的，前端系统包含以下任一种或多种设备：桩基静载荷测试仪、荷载传感器、位移传感器、图像采集仪、摄像头、GPS定位仪。
优选的，所述监控端还包括监控中层，所述监控中层内平行设有至少两组监控分中心，所述监控分中心通过所述传输网络与所述前端系统和所述监控中心连接。
优选的，所述前端系统适用于桩基静载试验、地基载荷试验、锚杆抗拔试验等。
优选的，所述监控中心中防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、数据管理模块、用户识别模块、操作系统模块以及通讯模块均采用NTP/SNTP协议进行校时。
优选的，所述入侵检测模块用于检测以下任一种或多种病毒：文件型病毒、引导型病毒、宏病毒以及网络病毒，通过在数据管理模块里划分一部分空间，将电脑里流过的数据信息与所述病毒防范模块自身所带的病毒库中的病毒特征码相比较，以判断是否存在病毒。
优选的，所述用户识别模块包含用户身份分类认证模块、角色池以及权限管理模块，任一角色池执行所述权限管理模块指定的权限命令，所述用户身份分类认证采用RBAC角色访问控制技术对用户信息进行指派、分类和识别，指派相应角色的用户信息分类进入到对应角色池中。
优选的，所述操作系统模块连接所述数据管理模块，所述数据管理模块对收集的试验历史检测数据、告警数据和操作记录进行分析，统计和分析结果能以图表形式显示，数据备份可以由所述数据管理模块自动下发控制命令执行，也可以由用户通过所述操作系统模块手动触发执行，两种执行动作一致，数据实时刷新显示。
优选的，所述监控中心和监控分中心的软硬件备置一致。
优选的，所述客户端通过组网技术配置客户端软件，具有监控点时间表程序、事件存档程序、报警管理程序、历史数据采集程序、趋势图程序、标准报告生成程序、全局时间表程序、图形生成和显示图形化组态和配置程序，支持NTP/SNTP协议校时，实现时间同步，电子地图多级分层和图像、音视频浏览功能。
优选的，所述监控端与试验单位的监控系统、当地政府监督系统、上级政府管理单位监控系统中的一个或两个以上系统进行通信，监控端预留有扩展接口，扩展接口定义包括供电及接地方式、物理连接方式、传输介质、链路数量、功能描述、运行环境、通信协议说明、编程工具和测试实例。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的静载试验远程监控系统具有防火墙、入侵检测、病毒防范、用户识别功能，可以数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复，同时具备用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，监控端可以生成相关分析数据，自动化高、信息化高、准确性高、安全性高。
附图说明
图1为本发明静载试验远程监控系统的连接示意图；
图2为本发明静载试验远程监控系统的监控端的连接示意图；
图3为本发明静载试验远程监控系统的监控中心的连接示意图；
图4为本发明静载试验远程监控系统的监管系统的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1-图4所示，本发明提供一种静载试验远程监控系统，包括监控端1、传输网络2、前端系统3、监控对象4和客户端11，所述前端系统3实时获取所述监控对象4的试验信息，并通过所述传输网络2将试验信息上传至所述监控端1，所述试验信息包括数据、视频、图像和位置信息；所述监控端1采用多级管理结构，包括监控中心12和所述客户端11，所述监控中心12配置有防火墙模块121、入侵检测模块122、病毒防范模块123、数据管理模块124、用户识别模块125、操作系统模块126以及通讯模块127，所述防火墙模块121、入侵检测模块122、病毒防范模块123、用户识别模块125为所述监控中心12提供安全防护，所述数据管理模块124采用关系型数据库，提供标准数据接口，具有数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复功能，同时具有用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，所述监控中心12通过所述通讯模块127与所述客户端交互，所述操作系统模块126通过自带的系统软件管理页面功能进行显示、管理与监控所述检测对象的试验情况。所述监控中心12中防火墙模块121、入侵检测模块122、病毒防范模块123、数据管理模块124、用户识别模块125、操作系统模块126以及通讯模块127均采用NTP/SNTP协议进行校时。
地基基础检测方法包含桩基静载试验、地基载荷试验、锚杆抗拔试验等。所述桩基静载试验包含抗压静载试验、抗拔静载试验、水平承载力试验，所述前端系统3适用于以上各种地基基础检测方法。所述前端系统3为包含以下任一种或多种设备：桩基静载荷测试仪、荷载传感器、位移传感器、图像采集仪、摄像头、GPS定位仪，在静载试验中所述前端系统3优选桩基静载荷测试仪，图像采集仪、摄像头和GPS定位仪。
所述监控对象4为建筑构件，如基桩、锚杆、土(岩)地基等等，所述传输网络2可以为TD-LTE、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、cdmaOne、GPRS、EDGE、GSM、UMTS、Wi-Fi、WiMax、ZigBee，所述客户端11为手机端、电脑端或移动接收器端。所述前端系统3采集所述监控对象4的试验信息，所述试验信息可以包含位移值、载荷值、压力值、实时试验视频、指定位置图像和试验位置信息。
所述监控中心12为服务器，所述防火墙模块121设有四组，四组所述防火墙模块121呈环状分布在所述数据管理模块124的四周，且四组防火墙模块121分别通过网线与网关切换器连接，网关切换器通过网线与数据管理模块124连接；四组防火墙模块121分别通过网络设备与入侵检测模块122进行连接，所述防火墙模块121在监控中心12的Internet与Intranet之间建立安全网关，保护内网免受非法用户的侵入；所述入侵检测模块122为入侵检测专家系统(IDES)，配置在防火墙模块121DMZ内，可以对Internal和DMZ之间的数据流通进行检测，防止内部网络之间的入侵行为；病毒防范模块123是开源防病毒软件，用于抵御内外网的病毒入侵；所述入侵检测模块122用于检测网络病毒，通过在数据管理模块124里划分一部分空间，将电脑里流过的数据信息与所述病毒防范模块123自身所带的病毒库中的病毒特征码相比较，以判断是否存在病毒；所述通讯模块127采用TCP/IP、RS232、RS485、RJ45通信协议。
更详细的，为方便权限管理，所述用户识别模块125包含用户身份分类认证模块、角色池以及权限管理模块，任一角色池执行所述权限管理模块指定的权限命令，所述用户身份分类认证采用RBAC角色访问控制技术对用户信息进行指派、分类和识别，指派相应角色的用户信息分类进入到对应角色池中，所述权限管理模块基于Linux操作系统，同一角色池中拥有相同的权限，可通过人工操作的权限管理模块，修改权限命令。
所述操作系统模块126连接所述数据管理模块124，所述操作系统模块126具备互联网页面的开源办公自动化系统，可以通过操作页面功能进行进一步配置、管理与监控试验的运行状况；所述数据管理模块124是开源远程管理软件，能以直观的形式对各类历史检测数据、告警数据和操作记录等进行显示，并能对收集的各类历史检测数据、告警数据和操作记录等进行分析，统计和分析结果能以图表形式显示，支持监控数据的备份、恢复，防止数据库异常导致数据丢失，数据备份可以由数据管理模块124自动下发控制命令执行，也可以由用户通过所述操作系统模块126进行手动触发执行，两种方式触发，后台执行动作均一致，数据实时刷新显示。
所述客户端11通过组网技术配置客户端软件，具有监控点时间表程序、事件存档程序、报警管理程序、历史数据采集程序、趋势图程序、标准报告生成程序、全局时间表程序、图形生成和显示图形化组态和配置程序，支持NTP/SNTP协议校时，实现时间同步，电子地图多级分层和图像、音视频浏览功能。
更详细的，所述监控端1与监管系统通讯连接，所述监管系统包含试验单位的监控系统、当地政府监督系统、上级政府管理单位监控系统中的一个或两个以上系统，监控端1预留有扩展接口，扩展接口定义包括供电及接地方式、物理连接方式、传输介质、链路数量、功能描述、运行环境、通信协议说明、编程工具和测试实例，扩展接口能处理各类异常情况，应具有故障诊断能力，关键环节应具有故障自修复能力，并应保证接口功能正常，具有RS232、RS485、RJ45标准通信接口，支持主流标准通信协议。
此外，所述监控端1还包括监控中层，所述监控中层内平行设有至少两组监控分中心13，所述监控分中心13通过所述传输网络2与所述前端系统3和所述监控中心12连接，所述监控中心12和监控分中心13的软硬件备置一致，监控中心12和监控分中心13并用，有利于发现试验过程中可能存在的问题。
本发明的静载试验远程监控系统具有防火墙、入侵检测、病毒防范、用户识别功能，可以数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复，同时具备用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，监控端可以生成相关分析数据，自动化高、信息化高、准确性高、安全性高。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.静载试验远程监控系统，包括监控端、传输网络、前端系统、监控对象和客户端，其特征在于，所述前端系统实时获取所述监控对象的试验信息，并通过所述传输网络将试验信息上传至所述监控端，所述试验信息包括数据、视频、图像和位置信息；所述监控端采用多级管理结构，包括监控中心和所述客户端，所述监控中心配置有防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、数据管理模块、用户识别模块、操作系统模块以及通讯模块，所述防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、用户识别模块为所述监控中心提供安全防护，所述数据管理模块采用关系型数据库，提供标准数据接口，具有数据备份、灾难恢复、系统错误恢复、人为操作错误恢复功能，同时具有用户标识与鉴别、存取控制、审计、数据加密等安全控制机制，所述监控中心通过所述通讯模块与所述客户端交互，所述操作系统模块通过自带的系统软件管理页面功能进行显示、管理与监控所述检测对象的试验情况。
2.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述监控端还包括监控中层，所述监控中层内平行设有至少两组监控分中心，所述监控分中心通过所述传输网络与所述前端系统和所述监控中心连接。
3.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述前端系统适用于桩基静载试验、地基载荷试验、锚杆抗拔试验等。
4.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述监控中心中防火墙模块、入侵检测模块、病毒防范模块、数据管理模块、用户识别模块、操作系统模块以及通讯模块均采用NTP/SNTP协议进行校时。
5.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述入侵检测模块用于检测以下任一种或多种病毒：文件型病毒、引导型病毒、宏病毒以及网络病毒，通过在数据管理模块里划分一部分空间，将电脑里流过的数据信息与所述病毒防范模块自身所带的病毒库中的病毒特征码相比较，以判断是否存在病毒。
6.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述用户识别模块包含用户身份分类认证模块、角色池以及权限管理模块，任一角色池执行所述权限管理模块指定的权限命令，所述用户身份分类认证采用RBAC角色访问控制技术对用户信息进行指派、分类和识别，指派相应角色的用户信息分类进入到对应角色池中。
7.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述操作系统模块连接所述数据管理模块，所述数据管理模块对收集的试验历史检测数据、告警数据和操作记录进行分析，统计和分析结果能以图表形式显示，数据备份可以由所述数据管理模块自动下发控制命令执行，也可以由用户通过所述操作系统模块手动触发执行，两种执行动作一致，数据实时刷新显示。
8.如权利要求2所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述监控中心和监控分中心的软硬件备置一致。
9.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述客户端通过组网技术配置客户端软件，具有监控点时间表程序、事件存档程序、报警管理程序、历史数据采集程序、趋势图程序、标准报告生成程序、全局时间表程序、图形生成和显示图形化组态和配置程序，支持NTP/SNTP协议校时，实现时间同步，电子地图多级分层和图像、音视频浏览功能。
10.如权利要求1所述的一种静载试验远程监控系统，其特征在于，所述监控端与试验单位的监控系统、当地政府监督系统、上级政府管理单位监控系统中的一个或两个以上系统进行通信，监控端预留有扩展接口，扩展接口定义包括供电及接地方式、物理连接方式、传输介质、链路数量、功能描述、运行环境、通信协议说明、编程工具和测试实例。
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