CN112816046A - 基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全监测的技术领域，公开了基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，在桥梁上设置北斗监测器，北斗监测器监测桥梁的空间移动数据；在桥梁上设置称重区，称重区内设有两条称重传感器，称重区内设有感应线圈，感应线圈位于两条称重传感器之间；称重区的前方设有摄像头，摄像头拍摄通过称重区的车辆的图像；称重传感器、感应线圈以及摄像头通过无线网络将数据传输至后台控制中心；当北斗监测器监测到桥梁在某个时段内的空间移动数据异常时，后台控制中心判断该时段内通过称重区的车辆是否超重，进而判断空间移动数据异常的引起因素，可以对桥梁异常数据趋势判断。

Description

基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置

技术领域

本发明专利涉及安全监控的技术领域，具体而言，涉及基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置。

背景技术

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物，它架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。桥梁按照结构体系划分，有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索承重（悬索桥、斜拉桥）四种基本体系。

目前，桥梁作为车辆行驶运输的常见交通建筑，其通车量是非常大的，且对于一些大型运输车而言，经常也出现超重的现象，这样，对桥梁则存在较大的安全隐患。

现有技术中，为了维护安全，经常会对桥梁进行安全监测，特别是桥梁由于受风力或者其它环境因素影响出现的异常数据，这样，则可以起到监测桥梁安全的作用，但是，由于出现车辆超载，其对桥梁的压力导致的震动，使得桥梁也容易发生波动，这样，监管人员则难以判断桥梁的异常数据是由车辆超载引起还是由于桥梁本身引起，难以对桥梁的异常数据进行趋势判断。

发明内容

本发明的目的在于提供基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，旨在解决现有技术中，监管人员无法进行桥梁异常数据的趋势判断的问题。

本发明是这样实现的，基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，包括设置在桥梁上监测桥梁空间移动数据的北斗监测器、北斗基站以及称重区，所述北斗监测器通过北斗基站与北斗卫星通讯，将空间移动数据传输给后台控制中心；

所述称重区内设有两条称重传感器，沿着车辆在桥梁上的行驶方向，两条所述称重传感器间隔布置，且所述称重传感器沿着桥梁的宽度方向延伸布置；所述称重区内设有感应线圈，所述感应线圈位于两条所述称重传感器之间；所述称重区的前方设有摄像头，所述摄像头拍摄通过称重区的车辆的图像；

所述北斗监测器的外周环绕有转动环，所述转动环由电机驱动相对于北斗监测器转动，所述转动环上连接有朝下倾斜布置的太阳能板，所述太阳能板的上设有感光传感器；

所述称重传感器、感应线圈以及摄像头通过无线网络将数据传输至后台控制中心；当所述北斗监测器监测到桥梁在某个时段内存在空间移动数据异常时，所述后台控制中心判断该时段内通过称重区的车辆是否超重。

进一步的，所述北斗监测器的底部设有固定在桥面体上的安装座，所述安装座中设有上端开口的安装槽，所述北斗监测器的下部嵌入固定在所述安装槽中，所述北斗监测器的底部与安装槽的底部之间具有安装间隔，所述安装间隔中填充有弹性安装块。

进一步的，所述安装座包括固定在桥面体上的环座以及座体，所述环座围合形成有内环空间，所述座体位于所述内环空间中，所述座体的外周与环座的内侧壁之间具有间隔；所述环座的内侧壁设有多个倾斜条，多个所述倾斜条沿着所述环座的内侧壁的周向间隔布置，所述倾斜条的外端朝向内环空间中部倾斜延伸，且固定连接在座体的外周；所述安装槽设置在所述座体中。

进一步的，所述称重区中设有两个槽条，沿着车辆在桥梁上的行驶方向，两个所述槽条间隔布置，且所述槽条沿着桥梁的宽度方向延伸布置；所述称重传感器置于所述槽条中，所述槽条封盖有封盖层，所述封盖层与称重区平齐布置。

进一步的，所述槽条的底部填充有下胶层，所述下胶层的两侧朝上延伸形成胶侧壁，所述称重传感器抵接在下胶层上，且所述称重传感器的两侧抵接着胶侧壁。

进一步的，所述封盖层为填充在所述槽条的上部的上胶层，沿着自上而下的方向，所述上胶层的两侧壁相向倾斜布置，所述上胶层的底部抵接在称重传感器上；所述上胶层及下胶层填充满整个槽条。

进一步的，所述上胶层的底部设有多个金属片，多个所述金属片沿着所述上胶层的长度方向间隔布置；所述金属片的两侧延伸至上胶层的两侧壁，形成贴附在上胶层侧壁上的侧壁段；所述金属片的底部朝下突出，形成凸起，所述凸起抵接在所述称重传感器上。

进一步的，所述上胶层内设有金属条，所述金属条沿着所述上胶层的长度方向延伸布置，所述金属条的底部显露在所述上胶层的底部，且分别与多个所述金属片的顶部固定连接。

进一步的，所述称重区的前方设有沿着所述桥梁宽度延伸布置的悬置杆，所述悬置杆位于桥梁的上方；所述悬置杆的两端具有呈水平布置的水平段，所述悬置杆的中部具有朝下弧形弯曲的弯曲段，所述弯曲段的两端与水平段对接；所述水平段及弯曲段上分别设有所述摄像头，所述摄像头朝下所述称重区布置。

进一步的，所述感应线圈具有两个分别朝向称重传感器的感应侧边，所述感应侧边的中部朝向称重传感器弯折突出，形成呈三角状的三角中部，所述三角中部具有三角端头，所述三角端头朝向所述称重传感器布置；所述感应侧边具有位于所述三角中部外侧的直线侧边，所述直线侧边与称重传感器平行布置。

与现有技术相比，本发明提供的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，当后台控制中心通过北斗监测器监测到桥梁在某个时段的空间移动数据异常时，通过判断该时段中，通过桥梁的车辆是否超重，进而判断异常数据的引起因素，可以对桥梁异常数据趋势判断。

附图说明

图1是本发明提供的桥梁异常数据趋势判断装置的主视示意图；

图2是本发明提供的安装槽的内部的主视示意图；

图3是本发明提供的悬置杆的主视示意图；

图4是本发明提供的安装座的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，而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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。

基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，包括设置在桥梁500上的北斗监测器、北斗基站以及称重区，北斗监测器监测桥梁500的空间移动数据，北斗监测器通过北斗基站与北斗卫星通讯，将空间移动数据传输给后台控制中心。

称重区设置在桥梁500上，称重区内设有两条称重传感器，沿着车辆在桥梁500上的行驶方向，两条称重传感器间隔布置，且称重传感器沿着桥梁500的宽度方向延伸布置；称重区内设有感应线圈200，感应线圈200位于两条称重传感器之间；通过称重传感器可以监测桥梁500上通过的车辆的重量，判断车辆是否出现超重，另外，通过设置感应线圈200，当车辆通过感应线圈200的上方时，车辆的金属底盘与感应线圈200之间相互感应，从而可以判断车辆的行驶方向等。

称重区的前方设有摄像头301，摄像头301拍摄通过称重区的车辆的图像；称重传感器、感应线圈200以及摄像头301通过无线网络将数据传输至后台控制中心；当北斗监测器监测到桥梁500在某个时段内的空间移动数据异常时，后台控制中心判断该时段内通过称重区的车辆是否超重。

北斗监测器的外周环绕有转动环，转动环由电机驱动相对于北斗监测器转动，转动环上连接有朝下倾斜布置的太阳能板，太阳能板的上设有感光传感器。利用太阳能板收集太阳能为北斗监测器提供电能，并且，通过设置感光传感器，可以监测太阳光的朝向，通过电机驱动转动环的转动，进而使得太阳能板可以随时朝向太阳，保证足够的电能。

上述提供的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，当后台控制中心通过北斗监测器监测到桥梁500在某个时段的空间移动数据异常时，通过判断该时段中，通过桥梁500的车辆是否超重，进而判断异常数据的引起因素，可以对桥梁500异常数据趋势判断。

通过北斗卫星结合北斗监测器，可以达到厘米级别的空间位移监测，实现高精度监测。本实施例中，采用湖南联智科技股份有限公司的北斗监测器进行构建物的空间位移监测。

当在时段内通过称重区的车辆超重，后台控制中心计算超重的车辆引起桥梁500波动的车辆波动数据与空间移动数据的差值是否在设定范围内。

这样，当差值不在设定范围内，那可能空间移动数据异常是由其他原因引起的，只有当差值在设定范围内，才可能认定空间移动数据异常是车辆超载引起的，这样，保证对桥梁500异常数据的准确判断。

后台控制中心内建立桥梁500的可视化的三维模型，位移传感器监测的空间移动数据嵌入在三维模型中并显示。这样，在后台控制中心，可以直接通过观察三维模型的数据变化，监测桥梁500的状态。

称重区中设有两个槽条，沿着车辆在桥梁500上的行驶方向，两个槽条间隔布置，且槽条沿着桥梁500的宽度方向延伸布置；称重传感器置于槽条中，槽条封盖有封盖层，封盖层与称重区平齐布置。当车辆通过称重传感器上时，会朝下抵压称重传感器，从而通过压力数据，称得车辆的重量。

槽条的底部填充有下胶层101，下胶层101的两侧朝上延伸形成胶侧壁，称重传感器抵接在下胶层101上，且称重传感器的两侧抵接着胶侧壁。通过下胶层101以及胶侧壁对称重传感器起到支撑保护的作用，当称重传感器收到挤压时，可以缓冲称重传感器的移动，避免称重传感器破损。另外，胶侧壁形成在称重传感器的两侧，与下胶层101形成对称重传感器的包围抵接保护。

封盖层为填充在槽条的上部的上胶层100，沿着自上而下的方向，上胶层100的两侧壁相向倾斜布置，上胶层100的底部抵接在称重传感器上；上胶层100及下胶层101填充满整个槽条。这样，通过上胶层100以及下胶层101填充了整个槽条，且将称重传感器包裹在上胶层100以及下胶层101之间，可以保护称重传感器，且对称重传感器起到缓冲的作用。

上胶层100的底部设有多个金属片105，多个所述金属片105沿着上胶层100的长度方向间隔布置；金属片105的两侧延伸至上胶层100的两侧壁，形成贴附在上胶层100侧壁上的侧壁段104；金属片105的底部朝下突出，形成凸起103，凸起103抵接在称重传感器上。

上胶层100的底部设有金属片105，可以对上胶层100起到支撑限制作用，当车辆抵压在上胶层100上后，通过上胶层100的变形，驱动金属片105抵压称重传感器，抵压作用更为直接，且金属片105两侧的侧壁段104贴附在上胶层100的两侧壁上，可以限制上胶层100的变形，使得上胶层100更为直接的传递抵压至金属片105，进而抵压在称重传感器上。

上胶层100内设有金属条102，金属条102沿着上胶层100的长度方向延伸布置，金属条102的底部显露在上胶层100的底部，且分别与多个金属片105的顶部固定连接。通过设置金属条102，且金属条102与多个金属片105固定连接，这样，将整个上胶层100、多个金属片105以及金属条102整体固结为一体，当车辆抵压在部分的上胶层100上后，通过金属条102以及金属片105的作用，整个上胶层100都会随之联动，这样，可以使得称重传感器更为准确的测量车辆的重量。

称重区的前方设有沿着桥梁500宽度延伸布置的悬置杆302，悬置杆302位于桥梁500的上方；悬置杆302的两端具有呈水平布置的水平段3021，悬置杆302的中部具有朝下弧形弯曲的弯曲段3022，弯曲段3022的两端与水平段3021对接；水平段3021及弯曲段3022上分别设有摄像头301，摄像头301朝下所述称重区布置。

由于各个车辆的高低位置以及速度不同，悬置杆302通过设置水平段3021以及弯曲段3022，则可以布置高度不一的摄像头301，以便拍摄到各个角度以及各个类型的汽车的车牌等。

感应线圈200具有两个分别朝向称重传感器的感应侧边，感应侧边的中部朝向称重传感器弯折突出，形成呈三角状的三角中部，三角中部具有三角端头2001，三角端头2001朝向称重传感器布置；感应侧边具有位于所述三角中部外侧的直线侧边，直线侧边与称重传感器平行布置。

这样，感应线圈200通过设置三角端头2001，则可以更为便于对车辆的形式方向进行判断，更好的感应车辆的速度等。

北斗监测器的底部设有固定在桥面体101上的安装座，安装座中设有上端开口的安装槽404，北斗监测器的下部嵌入固定在安装槽404中，北斗监测器的底部与安装槽404的底部之间具有安装间隔，安装间隔中填充有弹性安装块，弹性安装块处于预压缩状态。

这样，当桥面体101的正常震动时，带动安装座震动，从而北斗监测器也随之震动，通过弹性安装块缓冲北斗监测器的上下震动，起到保护北斗震动器的作用，其通过北斗监测器的上下震动，可以获取桥面体101的震动数据。

安装座包括固定在桥面体101上的环座400以及座体403，环座400围合形成有内环空间401，座体403位于内环空间401中，座体403的外周与环座400的内侧壁之间具有间隔；环座400的内侧壁设有多个倾斜条402，多个倾斜条402沿着环座400的内侧壁的周向间隔布置，倾斜条402的外端朝向内环空间401中部倾斜延伸，且固定连接在座体403的外周；安装槽404设置在座体403中。

这样，随着桥面体101的震动，由于环座400与桥面体101固定一起，随着桥面体101震动，且座体403与环座400之间通过倾斜的倾斜条402连接，这样，倾斜条402起到震动缓冲的作用，配合弹性安装块的弹性作用，安装座对北斗监测器进行二次缓冲作用，起到保护北斗监测器的作用，且更为准确的获取桥面体101的震动数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替环和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，包括设置在桥梁上监测桥梁空间移动数据的北斗监测器、北斗基站以及称重区，所述北斗监测器通过北斗基站与北斗卫星通讯，将空间移动数据传输给后台控制中心；

所述称重区内设有两条称重传感器，沿着车辆在桥梁上的行驶方向，两条所述称重传感器间隔布置，且所述称重传感器沿着桥梁的宽度方向延伸布置；所述称重区内设有感应线圈，所述感应线圈位于两条所述称重传感器之间；所述称重区的前方设有摄像头，所述摄像头拍摄通过称重区的车辆的图像；

所述北斗监测器的外周环绕有转动环，所述转动环由电机驱动相对于北斗监测器转动，所述转动环上连接有朝下倾斜布置的太阳能板，所述太阳能板的上设有感光传感器；

所述称重传感器、感应线圈以及摄像头通过无线网络将数据传输至后台控制中心；当所述北斗监测器监测到桥梁在某个时段内存在空间移动数据异常时，所述后台控制中心判断该时段内通过称重区的车辆是否超重。

2.如权利要求1所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述北斗监测器的底部设有固定在桥面体上的安装座，所述安装座中设有上端开口的安装槽，所述北斗监测器的下部嵌入固定在所述安装槽中，所述北斗监测器的底部与安装槽的底部之间具有安装间隔，所述安装间隔中填充有弹性安装块。

3.如权利要求2所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述安装座包括固定在桥面体上的环座以及座体，所述环座围合形成有内环空间，所述座体位于所述内环空间中，所述座体的外周与环座的内侧壁之间具有间隔；所述环座的内侧壁设有多个倾斜条，多个所述倾斜条沿着所述环座的内侧壁的周向间隔布置，所述倾斜条的外端朝向内环空间中部倾斜延伸，且固定连接在座体的外周；所述安装槽设置在所述座体中。

4.如权利要求3所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述称重区中设有两个槽条，沿着车辆在桥梁上的行驶方向，两个所述槽条间隔布置，且所述槽条沿着桥梁的宽度方向延伸布置；所述称重传感器置于所述槽条中，所述槽条封盖有封盖层，所述封盖层与称重区平齐布置。

5.如权利要求4所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述槽条的底部填充有下胶层，所述下胶层的两侧朝上延伸形成胶侧壁，所述称重传感器抵接在下胶层上，且所述称重传感器的两侧抵接着胶侧壁。

6.如权利要求5所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述封盖层为填充在所述槽条的上部的上胶层，沿着自上而下的方向，所述上胶层的两侧壁相向倾斜布置，所述上胶层的底部抵接在称重传感器上；所述上胶层及下胶层填充满整个槽条。

7.如权利要求6所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述上胶层的底部设有多个金属片，多个所述金属片沿着所述上胶层的长度方向间隔布置；所述金属片的两侧延伸至上胶层的两侧壁，形成贴附在上胶层侧壁上的侧壁段；所述金属片的底部朝下突出，形成凸起，所述凸起抵接在所述称重传感器上。

8.如权利要求7所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述上胶层内设有金属条，所述金属条沿着所述上胶层的长度方向延伸布置，所述金属条的底部显露在所述上胶层的底部，且分别与多个所述金属片的顶部固定连接。

9.如权利要求3所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述称重区的前方设有沿着所述桥梁宽度延伸布置的悬置杆，所述悬置杆位于桥梁的上方；所述悬置杆的两端具有呈水平布置的水平段，所述悬置杆的中部具有朝下弧形弯曲的弯曲段，所述弯曲段的两端与水平段对接；所述水平段及弯曲段上分别设有所述摄像头，所述摄像头朝下所述称重区布置。

10.如权利要求3所述的基于北斗定位系统的桥梁异常数据趋势判断装置，其特征在于，所述感应线圈具有两个分别朝向称重传感器的感应侧边，所述感应侧边的中部朝向称重传感器弯折突出，形成呈三角状的三角中部，所述三角中部具有三角端头，所述三角端头朝向所述称重传感器布置；所述感应侧边具有位于所述三角中部外侧的直线侧边，所述直线侧边与称重传感器平行布置。

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