CN112215485A - 一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法 - Google Patents

一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法 Download PDF

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CN112215485A CN202011071335.4A CN202011071335A CN112215485A CN 112215485 A CN112215485 A CN 112215485A CN 202011071335 A CN202011071335 A CN 202011071335A CN 112215485 A CN112215485 A CN 112215485A
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Abstract

本发明涉及物联网桥梁检测技术领域，具体公开了一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法，该预警系统包括桥梁检测模块、桥梁监测模块、桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块，所述桥梁检测模块用于实时检测桥梁数据并利用航拍技术将拍到的照片通过虚拟化进行观察，所述桥梁维修模块用于对桥梁所受到的摇晃震动和桥梁的材料数据变化进行实时监测，本发明科学合理，使用安全方便，利用桥梁检测模块可以将所拍照片进行VR全景化，通过所拍照片上的标记点进行调整照片的角度和方向，使得转化的照片能够供技术人员观看清楚，了解到现场情况，利用桥梁维修模块，可以通过疲劳数判断出桥梁的状态，以便于及时对桥梁进行保修。

Description

一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法
技术领域
本发明涉及物联网桥梁检测技术领域，具体为一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法。
背景技术
随着近年来建筑行业的迅猛发展，尤其是国家在推进地域之间的交流工作，道路桥梁建设就成为了我国首要重要任务，但是在桥梁建造的过程中，桥梁的运行状况变的十分复杂，因所在地理位置的复杂性，处在沿海地区的桥梁要比其他地区所受影响大，桥梁的钢筋在沿海地区会受到海水中酸碱盐的影响，钢筋混泥土也会被剥落，由于将桥梁拆掉重新建造，工程量会十分庞大还会造成庞大的经济损失，因此，对桥梁的保修也就显得格外重要；
由于桥梁较长的缘故，例如：虎门大桥、港珠澳大桥，保修一次会显得十分困难。虽然可通过各种不同的传感器对桥梁的状态实时检测，但是仍然需要耗费大量的人力对桥梁进行保修，十分浪费时间。并且在特别大的灾害来临后，无法评估桥梁所受影响。
所以，人们需要一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，所述预警系统包括桥梁检测模块、桥梁监测模块、桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块，所述桥梁检测模块用于实时检测桥梁数据并利用航拍将拍到的照片通过VR虚拟化进行观察，使得技术人员能够清楚的了解到桥梁的情况，所述桥梁维修模块用于对桥梁所受到的摇晃震动和桥梁的材料数据变化进行实时监测，使得技术人员能够根据桥梁的数据显示情况进行防控，所述桥梁云服务模块用于对桥梁进行定时维修并将维修结果上传至云端，从而使得云端能够将维修数据进行保存以供技术人员进行预测，所述桥梁交通优化模块用于在桥梁维修期间对车辆进行限制管控，使得车主能够在桥梁保修期间安全驾驶，所述桥梁检测模块和桥梁监测模块相连接，所述桥梁监测模块与桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块相连接。
优选的，所述桥梁检测模块包括数据采集单元、环境检测单元、标注点检测单元和照片VR转换单元，所述数据采集单元用于对桥梁的长度、桥柱的深度、桥梁年限和桥梁承受力进行采集，使得技术人员能够根据数据对桥梁进行维修，所述环境检测单元用于对桥梁所处的环境进行检测，使得技术人员能够了解到环境的湿度对桥梁的影响范围，所述标注点检测单元用于对桥梁标注点的区域进行拍照，从而使得系统能够根据照片内的标注点进行VR全景转换，所述照片VR转换单元用于将所拍照片转化为VR全景单元，能够通过桥梁的标注点对桥梁整体进行观察，使得技术人员能够通过所拍照片对桥梁现有状态了解到相关信息，所述数据采集单元和环境检测单元的输出端和标注点检测单元的输入端相连接，所述标注点检测单元的输出端和照片VR转换单元的输入端相连接。
优选的，所述桥梁监测模块包括质量监测单元、材料监测单元、疲劳总结单元和报警单元，所述质量监测单元用于对桥梁抖动幅度和桥梁裂变深度进行检测，所述材料监测单元用于对材料的形变程度和材料的质量进行检测，使得技术人员能够清楚了解桥梁所受影响，从而及时防范，所述疲劳总结单元用于根据质量检测结果和桥梁所对应的疲劳系数对桥梁的疲劳数进行计算，使得技术人员根据桥梁疲劳数的结果及时对桥梁进行维护和保修，所述报警单元用于当质量检测结果不在安全范围时进行报警，使得技术人员能够对桥梁质量问题及及时警惕，所述质量检测单元的输出端和报警单元的输入端相连接，所述材料监测单元的输出端和疲劳总结单元的输入端相连接。
优选的，所述桥梁云服务模块包括桥梁维修单元、桥梁保修预测单元和桥梁维修评定单元，所述桥梁维修单元用于在不间断时间内对桥梁进行保修，从而保证桥梁的使用安全，所述桥梁保修预测单元用于在对桥梁保修过后，通过保修的结果对下次桥梁保修的时间进行预测，从而使得技术人员能够根据桥梁的状态及时保修，所述桥梁维修评定单元用于将桥梁维修后的结果拍照上传至云服务端进行验证，所述桥梁维修单元的输出端和桥梁保修预测单元的输入端相连接，所述桥梁保修预测单元的输出端和桥梁维修评定单元的输入端相连接。
优选的，所述桥梁交通优化模块包括车载导航定位单元、车辆限制单元和车辆管理单元，所述车载导航定位单元用于车在进行导航时对于车辆所在位置进行定位，从而能够了解到桥梁上车辆的数量，所述车辆限制单元用于在桥梁进行维修时对车辆的通行进行限制，从而能够保证车辆在桥梁保修期间安全行驶，所述车辆管理单元用于当有车辆强行进入桥梁维修区域时，对闯入的车俩进行管理，所述车载导航定位单元的输出端和车辆限制单元的输入端相连接，所述车辆限制单元的输出端和车辆管理单元的输入端相连接。
所述数据采集单元通过若干传感器对桥梁状态进行检测。
一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，该预警方法包括如下步骤：
S1：利用桥梁检测模块对桥梁相关数据进行采集，并对桥梁所处环境进行监测，利用航拍技术对桥梁标记点区域进行拍照，将照片通过VR技术将所拍照片进行转换，并且能够通过标记点对照片中桥梁损坏位置进行标注；
S2：利用桥梁监测模块，对桥梁的质量、材料进行检测，根据桥梁检测结果对桥梁的疲劳系数进行检测计算；
S3：利用桥梁云服务模块对桥梁进行定期保修，根据保修结果预测桥梁下期保修时间，从而能够保证桥梁的安全，避免意外情况发生；
S4：利用桥梁交通优化模块，在桥梁维修期间对车辆的出行进行限制，从而能够保证桥梁的安全。
在所述步骤S1中，技术人员根据桥梁的长度分为若干标记点，实际标记点坐标的集合为B＝{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…(xm,ym)}，对桥梁的各个区域进行拍照，所拍照片单元的集合为P＝{p1,p2,p3…pm-1,pm}，每张照片单元中皆有相同的标记点，照片中的标记点坐标的集合为B′＝{(x1′,y1′),(x′2,y′2)…(x′m,y′m)}，根据标记点所在坐标位置将照片进行重合，并根据桥梁的实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000031
和方向T将所拍照片单元按照实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000032
和方向T进行调节，还原真实的桥梁图；
根据公式：
Mm＝|x′m+1-xm|；
Lm＝|y′m+1-ym|；
Figure BDA0002715071680000033
其中：Mm是标记点横坐标移动的距离，Lm是标记点纵坐标移动的距离，H是从照片中标记点至照片尾部的垂直距离，Q是按照角度
Figure BDA0002715071680000034
移动的垂直距离。
在所述步骤S2中，根据质量监测单元的监测结果得知最近N月桥梁震动幅度和桥梁裂变深度的集合分别为V＝{v1,v2…vm}和G＝{g1,g2…gm}，环境检测的风力结果为F＝{f1,f2…fm}，根据这三个因素桥梁所对应的疲劳系数的集合为R＝{r1,r2…rm}，疲劳总值的预设值为R′；
根据公式可得知：
RZONG＝RmVm+Rm+1Gm+Rm+2Fm；
其中:RZONG是疲劳系数的总和，根据疲劳总和判断桥梁的状态；
当R′＞RZONG时，表示桥梁的健康状态良好，当R′＜RZONG时，表示桥梁需要进行保修。
在所述步骤S3中，因受天气影响，技术人员会对桥梁进行不定期保修，技术人员在今年的第一次保修是在A1月，第二次保修是在A2月，第三次保修是在A3月；
根据公式：
Figure BDA0002715071680000041
|et|＝|et+i-et-i|；
当|et|＞k时，需要对桥梁进行提前
Figure BDA0002715071680000042
月保修，当|et|＜k时，对桥梁进行正常保修；
其中：Wt (1)是第N次的一次移动平均值，At-1是t-1次的保修月数，|et|是离差绝对值。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1.利用桥梁检测模块能够对桥梁的长度、桥柱的深度、桥梁年限和桥梁承受力进行采集并对环境检测信息进行采集，对桥柱进行拍照同时将桥柱的损坏状态进行标注，将所拍照片转换成VR全景图，从而使得技术人员能够对桥柱进行保修；
2.利用桥梁监测模块，将技术人员检测到的数据结果进行疲劳系数的计算，通过数字化的显示，从而使得技术人员能够清楚了解桥梁现在的状态；
3.利用桥梁云服务模块，能够根据桥梁每次的维修结果进行自动判断下次的维修时间，保证了桥梁使用的安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统及方法的模块组成示意图。
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，本发明提供技术方案：一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，预警系统包括桥梁检测模块、桥梁监测模块、桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块，桥梁检测模块用于实时检测桥梁数据并利用航拍将拍到的照片通过VR虚拟化进行观察，使得技术人员能够清楚的了解到桥梁的情况，桥梁维修模块用于对桥梁所受到的摇晃震动和桥梁的材料数据变化进行实时监测，使得技术人员能够根据桥梁的数据显示情况进行防控，桥梁云服务模块用于对桥梁进行定时维修并将维修结果上传至云端，从而使得云端能够将维修数据进行保存以供技术人员进行预测，桥梁交通优化模块用于在桥梁维修期间对车辆进行限制管控，使得车主能够在桥梁保修期间安全驾驶，桥梁检测模块和桥梁监测模块相连接，桥梁监测模块与桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块相连接。
优选的，桥梁检测模块包括数据采集单元、环境检测单元、标注点检测单元和照片VR转换单元，数据采集单元用于对桥梁的长度、桥柱的深度、桥梁年限和桥梁承受力进行采集，使得技术人员能够根据数据对桥梁进行维修，环境检测单元用于对桥梁所处的环境进行检测，使得技术人员能够了解到环境的湿度对桥梁的影响范围，所述标注点检测单元用于对桥梁标注点的区域进行拍照，从而使得系统能够根据照片内的标注点进行VR全景转换，照片VR转换单元用于将所拍照片转化为VR全景单元，能够通过桥梁的标注点对桥梁整体进行观察，使得技术人员能够通过所拍照片对桥梁现有状态了解到相关信息，数据采集单元和环境检测单元的输出端和标注点检测单元的输入端相连接，标注点检测单元的输出端和照片VR转换单元的输入端相连接；
VR技术又称作虚拟现实技术，它是一种综合应用计算机图形学、传感器技术和人工智能技术制造出的逼真人工模拟环境，并能够有效的模拟人在自然环境中的各种感知的人机交互技术，VR全景图即是将所拍的照片全景化，能够使得观看者看的更加清楚仔细。
优选的，桥梁监测模块包括质量监测单元、材料监测单元、疲劳总结单元和报警单元，质量监测单元用于对桥梁抖动幅度和桥梁裂变深度进行检测，材料监测单元用于对材料的形变程度和材料的质量进行检测，使得技术人员能够清楚了解桥梁所受影响，从而及时防范，疲劳总结单元用于根据质量检测结果和桥梁所对应的疲劳系数对桥梁的疲劳数进行计算，使得技术人员根据桥梁疲劳数的结果及时对桥梁进行维护和保修，报警单元用于当质量检测结果不在安全范围时进行报警，使得技术人员能够对桥梁质量问题及及时警惕，质量检测单元的输出端和报警单元的输入端相连接，材料监测单元的输出端和疲劳总结单元的输入端相连接。
优选的，桥梁云服务模块包括桥梁维修单元、桥梁保修预测单元和桥梁维修评定单元，桥梁维修单元用于在不间断时间内对桥梁进行保修，从而保证桥梁的使用安全，桥梁保修预测单元用于在对桥梁保修过后，通过保修的结果对下次桥梁保修的时间进行预测，从而使得技术人员能够根据桥梁的状态及时保修，桥梁维修评定单元用于将桥梁维修后的结果拍照上传至云服务端进行验证，桥梁维修单元的输出端和桥梁保修预测单元的输入端相连接，桥梁保修预测单元的输出端和桥梁维修评定单元的输入端相连接。
优选的，桥梁交通优化模块包括车载导航定位单元、车辆限制单元和车辆管理单元，车载导航定位单元用于车在进行导航时对于车辆所在位置进行定位，从而能够了解到桥梁上车辆的数量，车辆限制单元用于在桥梁进行维修时对车辆的通行进行限制，从而能够保证车辆在桥梁保修期间安全行驶，车辆管理单元用于当有车辆强行进入桥梁维修区域时，对闯入的车俩进行管理，车载导航定位单元的输出端和车辆限制单元的输入端相连接，所述车辆限制单元的输出端和车辆管理单元的输入端相连接。
数据采集单元通过若干传感器对桥梁状态进行检测，并将传输到的结果上传至系统中，所述传感器包括智能索力传感器和加速度传感器等，通过使用智能索力传感器能够监测桥梁的索力、应变、倾角、位移、挠度、加速度等数据的变化，能够及时掌握桥梁的健康状况，并为桥梁维护、维修提供支撑，确保桥梁安全受控。
一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，该预警方法包括如下步骤：
S1：利用桥梁检测模块对桥梁相关数据进行采集，并对桥梁所处环境进行监测，利用航拍技术对桥梁标记点区域进行拍照，将照片通过VR技术将所拍照片进行转换，并且能够通过标记点对照片中桥梁损坏位置进行标注；
S2：利用桥梁监测模块，对桥梁的质量、材料进行检测，根据桥梁检测结果对桥梁的疲劳系数进行检测计算；
S3：利用桥梁云服务模块对桥梁进行定期保修，根据保修结果预测桥梁下期保修时间，从而能够保证桥梁的安全，避免意外情况发生；
S4：利用桥梁交通优化模块，在桥梁维修期间对车辆的出行进行限制，从而能够保证桥梁的安全。
在步骤S1中，技术人员根据桥梁的长度分为若干标记点，实际标记点坐标的集合为B＝{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…(xm,ym)}，对桥梁的各个区域进行拍照，所拍照片单元的集合为P＝{p1,p2,p3…pm-1,pm}，每张照片单元中皆有相同的标记点，照片中的标记点坐标的集合为B′＝{(x′1,y′1),(x′2,y′2)…(x′m,y′m)}，根据标记点所在坐标位置将照片进行重合，并根据桥梁的实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000071
和方向T将所拍照片单元按照实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000072
和方向T进行调节，还原真实的桥梁图；
根据公式：
Mm＝|x′m+1-xm|；
Lm＝|y′m+1-ym|；
Figure BDA0002715071680000073
其中：Mm是标记点横坐标移动的距离，Lm是标记点纵坐标移动的距离，H是从照片中标记点至照片尾部的垂直距离，Q是按照角度
Figure BDA0002715071680000074
移动的垂直距离。
在步骤S2中，根据质量监测单元的监测结果得知最近N月桥梁震动幅度和桥梁裂变深度的集合分别为V＝{v1,v2…vm}和G＝{g1,g2…gm}，环境检测的风力结果为F＝{f1,f2…fm}，根据这三个因素桥梁所对应的疲劳系数的集合为R＝{r1,r2…rm}，疲劳总值的预设值为R′；根据公式可得知：
RZONG＝RmVm+Rm+1Gm+Rm+2Fm；
其中:RZONG是疲劳系数的总和，根据疲劳总和判断桥梁的状态；
当R′＞RZONG时，表示桥梁的健康状态良好，当R′＜RZONG时，表示桥梁需要进行保修。
在步骤S3中，因受天气影响，技术人员会对桥梁进行不定期保修，技术人员在今年的第一次保修是在A1月，第二次保修是在A2月，第三次保修是在A3月；
根据公式：
Figure BDA0002715071680000081
|et|＝|et+i-et-i|；
当|et|＞k时，需要对桥梁进行提前
Figure BDA0002715071680000082
月保修，当|et|＜k时，对桥梁进行正常保修；
其中：Wt (1)是第N次的一次移动平均值，At-1是t-1次的保修月数，|et|是离差绝对值。
实施例1：技术人员根据桥梁的长度分为若干标记点，实际标记点坐标的集合为B＝{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)}＝{(20,45),(15,25),(5,40)}，对桥梁的各个区域进行拍照，所拍照片单元的集合为P＝{p1,p2,p3}，每张照片单元中皆有相同的标记点，照片中的标记点坐标的集合为B′＝{(x′1,y′1),(x′2,y′2),(x′3,y′3)}＝{(30,15),(22,30),(25,45)}，根据标记点所在坐标位置将照片进行重合，并根据桥梁的实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000083
和方向T将所拍照片单元按照实际弯曲角度
Figure BDA0002715071680000084
和方向T进行调节，还原真实的桥梁图，其中，测量出照片标记点至照片一侧的距离集合为{30,25,40}，照片按照角度移动的距离为{35,40,15}；
根据公式：
M1＝|x′1-x1|＝10；
L1＝|y′1-y1|＝30；
M2＝|x2-x′2|＝7；
L2＝|y2-y′2|＝5；
M3＝|x3-x′3|＝20；
L3＝|y3-y′3|＝5；
Figure BDA0002715071680000085
Figure BDA0002715071680000091
Figure BDA0002715071680000092
其中：Mm是标记点横坐标移动的距离，Lm是标记点纵坐标移动的距离，H是从照片中标记点至照片尾部的垂直距离，Q是按照角度
Figure BDA0002715071680000093
移动的垂直距离。
根据计算结果可知：照片P1中的标记点中的横坐标需要移动10mm,纵坐标需要移动30mm，
照片P2中的标记点中的横坐标需要移动7mm,纵坐标需要移动5mm，照片P3中的标记点中的横坐标需要移动20mm,纵坐标需要移动5mm。
实施例2：根据质量监测单元的监测结果得知最近3月桥梁震动幅度和桥梁裂变深度的集合分别为V＝{40,25,35}和G＝{3,5,10}，环境检测的风力结果为F＝{100,150,80}，根据这三个因素桥梁所对应的疲劳系数的集合为R＝{1.2,0.8,1.4}，一季度的疲劳总值的预设值为R′＝450；
根据公式可得知：
R1＝R1V1+R2G1+R3F1＝(1.2×40+0.8×3+1.4×100)＝190.4；
R2＝R1V2+R2G2+R3F2＝(1.2×25+0.8×5+1.4×150)＝244；
R3＝R1V3+R2G3+R3F3＝(1.2×35+0.8×10+1.4×80)＝162；
RZONG＝∑Ri＝596.4；
经判断，RZONG＞R′，需要及时对桥梁及时进行保修；
其中:RZONG是疲劳系数的总和，根据疲劳总和判断桥梁的状态。
实施例3：因受天气影响，技术人员会对桥梁进行不定期保修，技术人员在今年的第一次保修是在A1：4月，根据对桥梁的数据检测，第二次保修是在A2:8月，第三次保修是在A3:9月，已知下一次对桥梁的检修是在9月，下下次的检修时间是在9月，所述预测维修时间的月数预设值是2；
根据公式：
Figure BDA0002715071680000101
|et|＝|et+i-et-i|＝9-7＝2；
其中：Wt (1)是第N次的一次移动平均值，At-1是t-1次的保修月数，|et|是维修时间的离差绝对值；
当|et|＞k时，对桥梁提前一月进行保修，当|et|＜k时，对桥梁进行正常保修；
由计算可得：当et>2时，需要提前1月对桥梁进行检修。
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。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述预警系统包括桥梁检测模块、桥梁监测模块、桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块，所述桥梁检测模块用于实时检测桥梁数据并利用航拍将拍到的照片通过虚拟化进行观察，所述桥梁维修模块用于对桥梁所受到的摇晃震动和桥梁的材料数据变化进行实时监测，所述桥梁云服务模块用于对桥梁进行定时维修并将维修结果上传至云端，所述桥梁交通优化模块用于在桥梁维修期间对车辆进行限制管控，所述桥梁检测模块和桥梁监测模块相连接，所述桥梁监测模块与桥梁云服务模块和桥梁交通优化模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述桥梁检测模块包括数据采集单元、环境检测单元、标注点检测单元和照片VR转换单元，所述数据采集单元用于对桥梁的长度、桥柱的深度、桥梁年限和桥梁承受力进行采集，所述环境检测单元用于对桥梁所处的环境进行检测，所述标注点检测单元用于对桥梁标注点的区域进行拍照，所述照片VR转换单元用于将所拍照片转化为VR全景单元，能够通过桥梁的标注点对桥梁整体进行观察，所述数据采集单元和环境检测单元的输出端和标注点检测单元的输入端相连接，所述标注点检测单元的输出端和照片VR转换单元的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述桥梁监测模块包括质量监测单元、材料监测单元、疲劳总结单元和报警单元，所述质量监测单元用于对桥梁抖动幅度和桥梁裂变深度进行检测，所述材料监测单元用于对材料的形变程度和材料的质量进行检测，所述疲劳总结单元用于根据质量检测结果和桥梁所对应的疲劳系数对桥梁的疲劳数进行计算，所述报警单元用于当质量检测结果超出预设值时进行报警，所述质量检测单元的输出端和报警单元的输入端相连接，所述材料监测单元的输出端和疲劳总结单元的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述桥梁云服务模块包括桥梁维修单元、桥梁保修预测单元和桥梁维修评定单元，所述桥梁维修单元用于在不间断时间内对桥梁进行保修，所述桥梁保修预测单元用于在对桥梁保修过后，通过保修的结果对下次桥梁保修的时间进行预测，所述桥梁维修评定单元用于将桥梁维修后的结果拍照上传至云服务端进行验证，所述桥梁维修单元的输出端和桥梁保修预测单元的输入端相连接，所述桥梁保修预测单元的输出端和桥梁维修评定单元的输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述桥梁交通优化模块包括车载导航定位单元、车辆限制单元和车辆管理单元，所述车载导航定位单元用于车在进行导航时对于车辆所在位置进行定位，所述车辆限制单元用于在桥梁进行维修时对车辆的通行进行限制，所述车辆管理单元用于当有车辆强行进入桥梁维修区域时，对闯入的车俩进行管理，所述车载导航定位单元的输出端和车辆限制单元的输入端相连接，所述车辆限制单元的输出端和车辆管理单元的输入端相连接。
6.根据权利要求2所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警系统，其特征在于：所述数据采集单元通过若干传感器对桥梁状态进行检测。
7.一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，其特征在于：该预警方法包括如下步骤：
S1：利用桥梁检测模块对桥梁相关数据进行采集，并对桥梁所处环境进行监测，利用航拍技术对桥梁标记点区域进行拍照，将照片通过VR技术将所拍照片进行转换，并且能够通过标记点对照片中桥梁损坏位置进行标注；
S2：利用桥梁监测模块，对桥梁的质量、材料进行检测，根据桥梁检测结果对桥梁的疲劳系数进行检测计算；
S3：利用桥梁云服务模块对桥梁进行定期保修，根据保修结果预测桥梁下期保修时间；
S4：利用桥梁交通优化模块，在桥梁维修期间对车辆的出行进行限制。
8.根据权利要求6所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，其特征在于：在所述步骤S1中，技术人员根据桥梁的长度分为若干标记点，实际标记点坐标的集合为B＝{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…(xm,ym)}，对桥梁的各个区域进行拍照，所拍照片单元的集合为P＝{p1,p2,p3…pm-1,pm}，每张照片单元中皆有相同的标记点，照片中的标记点坐标的集合为B′＝{(x′1,y′1),(x′2,y′2)…(x′m,y′m)}，根据标记点所在坐标位置将照片进行重合，并根据桥梁的实际弯曲角度
Figure FDA0002715071670000021
和方向T将所拍照片单元按照实际弯曲角度
Figure FDA0002715071670000022
和方向T进行调节，还原真实的桥梁图；
根据公式：
Mm＝|x′m+1-xm|；
Lm＝|y′m+1-ym|；
Figure FDA0002715071670000031
其中：Mm是标记点横坐标移动的距离，Lm是标记点纵坐标移动的距离，H是从照片中标记点至照片尾部的垂直距离，Q是按照角度
Figure FDA0002715071670000032
移动的垂直距离。
9.根据权利要求6所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，其特征在于：在所述步骤S2中，根据质量监测单元的监测结果得知桥梁震动幅度和桥梁裂变深度的集合分别为V＝{v1,v2…vm}和G＝{g1,g2…gm}，环境检测的风力结果为F＝{f1,f2…fm}，根据这三个因素桥梁所对应的疲劳系数的集合为R＝{r1,r2…rm}，疲劳总值的预设值为R′；根据公式可得知：
RZONG＝RmVm+Rm+1Gm+Rm+2Fm；
其中:RZONG是疲劳系数的总和，根据疲劳总和判断桥梁的状态；
当R′＞RZONG时，表示桥梁的健康状态良好，当R′＜RZONG时，表示桥梁需要进行保修。
10.根据权利要求6所述的一种基于物联网的桥梁寿命监控预警方法，其特征在于：在所述步骤S3中，技术人员会对桥梁进行不定期保修，技术人员在今年的第一次保修是在A1月，第二次保修是在A2月，第三次保修是在A3月，预测维修时间的月数离差绝对值的差值的预设值是K；
根据公式：
Figure FDA0002715071670000033
|et|＝|et+i-et-i|；
当|et|＞k时，需要对桥梁进行提前
Figure FDA0002715071670000034
月保修，当|et|＜k时，对桥梁进行正常保修；
其中：
Figure FDA0002715071670000035
是第N次的一次移动平均值，At-1是t-1次的保修月数，|et|是离差绝对值。
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