CN113310527B - 基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法，包括以下步骤：交通载荷监测单元获得载荷参量，通过边缘计算将载荷参量处理成载荷数据；桥梁挠度变形监测单元获得第一几何参量，通过边缘计算将第一几何参量处理成第一几何数据；桥梁相对位移监测单元获得第二几何参量，通过边缘计算将第二几何参量处理成第二几何数据；桥梁倾覆风险监测单元获得第三几何参量，通过边缘计算将第三几何参量处理成第三几何数据；桥梁支座反力监测单元获得反力参量，通过边缘计算将反力参量处理成反力数据；云平台分别调取并分析上述数据，选择是否报警。本发明应用于桥梁技术领域。

Description

基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法。

背景技术

多年来，桥梁结构的安全状况一直是公众特别关心的问题。现代化大型立交桥是城市交通主干道的重要节点，对城市交通运输的发展具有重大影响，是国家、地区经济发展与技术进步的象征。然而，目前国内外许多城市立交桥都存在不同程度的隐患。其中，独柱墩立交桥是一种上部结构横截面下仅有一个墩柱作桥墩的立交桥。由于独墩立交桥结构简单、占地面积小、适应性强、经济性好，近数十年在国内大量建造和使用。但使用至今，这些独柱墩桥梁存在明显的安全隐患：由于独柱墩结构为单点支撑，所以其结构本身抗倾覆能力差；有大量的独柱墩桥建成服役时间已经超过20年，且由于服役期间交通越发繁忙，车流量早已超过当年的设计值，疲劳损伤已经迅速积累；部分桥梁建造于软土地带等不利地段，或建成之后桥梁周边有新建的地铁、隧道等地下工程结构，在长期交通荷载作用下，有发生沉降或倾斜的风险。近年来，桥梁垮塌、倾覆、断裂崩塌等严重工程事故屡有发生，已经造成了大量的人员伤亡、经济财产损失和不良社会影响。对于独柱墩立交桥而言，车辆的超载和偏载以及台风、地震等灾害导致的桥梁超载和倾覆是主要的事故原因。目前，对于城市立交桥运行状态安全检测方法主要有以下两种方式：(1)人工巡检是目前应用最多、最主要的立交桥安全检测方式。通常包括日常巡检和定期检查。日常巡检间隔以天为单位，巡检人员仅携带尺子、粉笔等基本工具，依靠肉眼观察桥面以及其他暴露在外的结构是否存在可见的裂缝、沉陷、破损，或栏杆、路灯等附属设施是否完好。定期检查时间间隔则以年为单位，检查人员携带专业仪器，对桥梁进行封闭检测，一般为期数十天，能够较为全面的检查桥梁健康状态。人工巡检有几个明显的缺点包括：工作效率低，桥梁日常巡检和定期检查往往需花费大量时间；准确性差，日常巡检人员往往依靠目视和经验进行判断，有较强的随意性；影响正常运营，定期检查往往需要封闭交通；时效性差，检查间隔时间长，且一般按计划进行，不能及时对突发事件进行实时监测；动态监测不足，无法获得监测时刻以外的运行数据。(2)利用无人机和巡检车替代人工巡检。无人机可以远程操控，并可以轻易到达巡检人员难以到达的区域进行拍摄检查，特殊设计的巡检车则可以通过搭载相关设备提高巡检人员的工作效率和提高测量精度。但其检测模式与人工巡检相同，其工作效率依然不够高、准确性不足和只能发现外部明显损伤，而时效性差和动态监测不足的缺点没有本质改变。

由于大多数的城市立交桥梁缺乏结构安全监测系统，对结构状态的异常不能及时发现，无法提前采取相应的防患措施，导致桥梁严重事故屡有发生，造成较大的经济损失和不良的社会影响。导致桥梁事故的原因很复杂，除设计与施工方面的原因以外，一些桥梁长期处于超负荷运营状态，致使许多构件的疲劳损伤加剧，是导致倒塌的一个重要原因。如果能对桥梁的运行状态进行实时监测，从而对桥梁的健康状况给出动态评估，在灾难性事故来临之前提前采取预防和加固措施，将会大大减少灾难损失。

发明内容

(一)要解决的技术问题

一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法，解决了现有技术中桥梁检测方法安全隐患高、工作效率不够高、准确性不足、动态监测不足、时效性差的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法，包括以下步骤：

交通载荷监测单元对桥梁上行驶的交通车辆的载荷信息进行实时采集，获得载荷参量，通过边缘计算将载荷参量处理成载荷数据；

桥梁挠度变形监测单元对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过边缘计算将第一几何参量处理成第一几何数据；

桥梁相对位移监测单元对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过边缘计算将第二几何参量处理成第二几何数据；

桥梁倾覆风险监测单元对桥梁的倾斜量进行实时采集，获得第三几何参量，通过边缘计算将第三几何参量处理成第三几何数据；

桥梁支座反力监测单元对桥梁支座反力进行实时采集，获得反力参量，通过边缘计算将反力参量处理成反力数据；

云平台分别调取并分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据，分析完成后，所述云平台根据分析的结果进行评估，所述云平台根据评估的结果选择是否报警。

进一步改进的，所述云平台内预设有与分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据分别对应的监测报警阈值，若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据超出了对应的监测报警阈值，所述云平台报警；若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据没有超出对应的监测报警阈值，所述云平台不报警。

进一步改进的，所述桥梁挠度变形监测单元包括动挠度计和红外目标靶，所述动挠度计内嵌设有第一边缘计算模块，所述动挠度计和红外目标靶对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过第一边缘计算模块进行边缘计算，将第一几何参量处理成第一几何数据。

进一步改进的，所述动挠度计的动态采样频率可高达1Hz。

进一步改进的，在云平台内设置第一预警值，若监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台发出第一报警信号，若没有监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台不发出第一报警信号。

进一步改进的，所述第一预警值的获取方式包括以下方法中的一种或多种：

基于现有的规范获得第一预警值；

基于最不利加载工况获得第一预警值；

基于动挠度数据统计分析获得第一预警值。

进一步改进的，所述交通载荷监测单元包括电性相连的称重传感器、位置胎型传感器和第二边缘计算模块，所述称重传感器和位置胎型传感器对桥梁上行驶的交通车辆的单轴重、轴数、总车重、轴距、车长、车型、底盘频率、车速、加速度、轮胎数、车牌照号、车辆图的信息分别进行实时采集，获得载荷参量，通过第二边缘计算模块进行边缘计算，将载荷参量处理成载荷数据。

进一步改进的，桥梁相对位移监测单元包括至少一个拉绳式位移传感器，所述拉绳式位移传感器内嵌设有第三边缘计算模块，所述拉绳式位移传感器对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过第三边缘计算模块进行边缘计算，将第二几何参量处理成第二几何数据。

进一步改进的，所述桥梁倾覆风险监测单元包括至少一对顶针式位移传感器，每个顶针式位移传感器分别内嵌设有第四边缘计算模块，在云平台内预设第二预警值；

每对顶针式位移传感器分别测量桥墩两侧的竖向高度h1和h2，h1-h2＝dh，若dh超过第二预警值，则判断可能有支座脱空现象，桥梁有倾覆侧翻的风险，则云平台发出第二报警信号；若没有监测到桥梁的挠度变形超过第二预警值，则云平台不发出第二报警信号。

进一步改进的，所述反力监测单元为力传感器，所述力传感器内嵌设有第五边缘计算模块，所述力传感器对桥梁支座反力进行实时采集，获得反力参量，通过第五边缘计算模块进行边缘计算，将反力参量处理成反力数据。

(三)有益效果

当交通车辆经过桥梁时，交通载荷监测单元对经过桥梁的交通车辆的载荷进行测量，实时监测桥梁是否超载。由于桥梁要承载交通车辆的载荷，桥梁会出现挠度变形，桥梁支座之间的相对位移会变大，裂缝可能会变大，甚至会出现倾覆的风险。因此，在本发明中，桥梁挠度变形监测单元可以监测桥梁的挠度变形，在桥梁挠度变形监测单元内设置第一预警值，若监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台发出第一报警信号，若没有监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台不发出第一报警信号。桥梁相对位移监测单元可以实时监测桥梁支座之间相对位移的变化、桥面板伸缩缝和桥梁的裂缝；桥梁倾覆风险监测单元可以及时监测到桥梁倾覆的风险，避免安全隐患。桥梁支座反力监测单元用于监测桥梁支座反力的变化，掌握桥梁的实际变化状态，可以用于指导运营阶段维护。在云平台上可以实时查看监控信息，进行数据分析和评估分析，最后选择是否报警。云平台通过5G/4G无线通讯技术分别和交通载荷监测单元、桥梁挠度变形监测单元、桥梁相对位移监测单元、桥梁倾覆风险监测单元、桥梁支座反力监测单元进行通讯及控制。本发明基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法通过交通载荷监测单元、桥梁挠度变形监测单元、桥梁相对位移监测单元、桥梁倾覆风险监测单元、桥梁支座反力监测单元的相互配合，能够对桥梁的多方面、多维度进行监测，提高了桥梁监测的准确性。各模块进行初步的数据处理和分析，并将处理结果发送到云平台，最终用户收到的只需是桥梁是否安全的分析结果，大大减少了数据传输的压力和中央计算消耗的大量资源。全天候自动工作，无需专人值守，工作效率高，能够实现动态监测；桥梁在运行过程中可以持续提供数据，以秒或分钟为间隔监测并记录数据，可随时在数据库查询，时效性高，不影响桥梁运营；且结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明一实施例基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法采用的监测预警系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例中第一预警值获取原理图；

图3为本发明一实施例中基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参照图1至图3，一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法，包括以下步骤：

交通载荷监测单元对桥梁上行驶的交通车辆的载荷信息进行实时采集，获得载荷参量，通过边缘计算将载荷参量处理成载荷数据；

桥梁挠度变形监测单元对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过边缘计算将第一几何参量处理成第一几何数据；

桥梁相对位移监测单元对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过边缘计算将第二几何参量处理成第二几何数据；

桥梁倾覆风险监测单元对桥梁的倾斜量进行实时采集，获得第三几何参量，通过边缘计算将第三几何参量处理成第三几何数据；

桥梁支座反力监测单元对桥梁支座反力进行实时采集，获得反力参量，通过边缘计算将反力参量处理成反力数据；

云平台分别调取并分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据，分析完成后，所述云平台根据分析的结果进行评估，所述云平台根据评估的结果选择是否报警。

当交通车辆经过桥梁时，交通载荷监测单元对经过桥梁的交通车辆的载荷进行测量，实时监测桥梁是否超载。由于桥梁要承载交通车辆的载荷，桥梁会出现挠度变形，桥梁支座之间的相对位移会变大，裂缝可能会变大，甚至会出现倾覆的风险。因此，在本实施例中，桥梁挠度变形监测单元可以监测桥梁的挠度变形，在桥梁挠度变形监测单元内设置第一预警值，若监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台发出第一报警信号，若没有监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台不发出第一报警信号。桥梁相对位移监测单元可以实时监测桥梁支座之间相对位移的变化、桥面板伸缩缝和桥梁的裂缝；桥梁倾覆风险监测单元可以及时监测到桥梁倾覆的风险，避免安全隐患。桥梁支座反力监测单元用于监测桥梁支座反力的变化，掌握桥梁的实际变化状态，可以用于指导运营阶段维护。在云平台上可以实时查看监控信息，进行数据分析和评估分析，最后选择是否报警。云平台通过5G/4G无线通讯技术分别和交通载荷监测单元、桥梁挠度变形监测单元、桥梁相对位移监测单元、桥梁倾覆风险监测单元、桥梁支座反力监测单元进行通讯及控制。本实施例基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法通过交通载荷监测单元、桥梁挠度变形监测单元、桥梁相对位移监测单元、桥梁倾覆风险监测单元、桥梁支座反力监测单元的相互配合，能够对桥梁的多方面、多维度进行监测，提高了桥梁监测的准确性。各模块进行初步的数据处理和分析，并将处理结果发送到云平台，最终用户收到的只需是桥梁是否安全的分析结果，大大减少了数据传输的压力和中央计算消耗的大量资源。全天候自动工作，无需专人值守，工作效率高，能够实现动态监测；桥梁在运行过程中可以持续提供数据，以秒或分钟为间隔监测并记录数据，可随时在数据库查询，时效性高，不影响桥梁运营；且结构简单，成本较低。

超载车辆或者意外事件可能导致桥梁主梁在垂直方向发生大变形，监测主梁的挠度有助于对桥梁在极端载荷作用下的结构可靠性进行评估。进一步地，在一实施例中，所述云平台内预设有与分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据分别对应的监测报警阈值，若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据超出了对应的监测报警阈值，所述云平台报警；若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据没有超出对应的监测报警阈值，所述云平台不报警。其中，监测报警阈值根据经验或数据查询得到。

所述桥梁挠度变形监测单元包括动挠度计1和红外目标靶2，所述动挠度计内嵌设有第一边缘计算模块，所述动挠度计1和红外目标靶2对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过第一边缘计算模块进行边缘计算，将第一几何参量处理成第一几何数据。其中，所述动挠度计1包括组装在一起的工业相机、数据采集卡、内存和第一边缘计算模块，工业相机、数据采集卡、内存、第一边缘计算模块和红外目标靶2电性相连，所述工业相机位于桥梁的桥墩顶部，所述红外目标靶2位于桥梁各跨桥面板底面的中部，在1/2和1/4跨纵梁底部等目标测点上分别安装红外目标靶2以监测主梁的动态挠度，动挠度计1的采样频率可高达1Hz；所述第一边缘计算模块和云平台通过物联网技术相连。

其中，动挠度计1中的工业相机、数据采集卡、内存和第一边缘计算模块是封装集成在一起的，动挠度计1采用桥梁桥墩顶部放置工业相机，跨中放置红外目标靶2的方式进行挠度测量，通过第一边缘计算模块进行边缘计算，将工业相机和红外目标靶2采集到的数据进行分析，大大降低了数据传输压力；最终传输给用户的可以只是桥梁安全状态的分析结果，降低了用户的使用门槛。动挠度计1可有效表现立交桥上行车的动态响应。由于动挠度计1内设有数据采集卡和内存，因此，动挠度计1还具备一定的数据储存功能，可以得到桥梁跨中挠度的时间历程。通过分析挠度时程数据，可以监测桥梁的动态挠度，具备统计超载车流量的功能，当挠度超过第一预警值时报警。对于超载第一预警值的选取有三种途径：(1)基于现有的规范获得第一预警值，即JTG D62-2004/JTG D62-2018计算跨径l/600作为第一预警值备择集的一个元素；(2)基于最不利加载工况获得第一预警值，即根据卡车超载管理规定，计算满载/两车并行情况下桥梁跨中竖向挠度的峰值，将其纳入第一预警值备择集；(3)基于动挠度数据统计分析获得第一预警值，即对测量所得的动挠度历史峰值进行统计，选取样本数量位于0.90或0.95分位的挠度值纳入第一预警值备择集。上述动挠度传感器单元与抓拍摄像机相连，重车经过时，桥梁动态挠度增大超过第一预警值，控制抓拍摄像机进行抓拍，为立交桥管理养护提供依据。使用动挠度计1进行桥梁动态挠度变形监测，采样频率高，可获得桥梁挠度时间历程数据，进行车流量统计。

作为上述技术方案的进一步优化，所述第一边缘计算模块还和抓拍摄像机、信息显示屏4、车牌识别系统5分别通过有线或无线技术相连。车牌识别系统5用于识别车辆车牌，信息显示屏4用于显示车辆信息，抓拍摄像机3用于对车辆进行抓拍。

进一步地，在一实施例中，所述交通载荷监测单元包括电性相连的称重传感器6和位置胎型传感器7，所述称重传感器6和位置胎型传感器7分别内嵌设有第二边缘计算模块，所述称重传感器6和位置胎型传感器7分别位于上桥桥梁的平直段，并且避开桥梁裂缝处和伸缩缝处；所述第二边缘计算模块和云平台通过物联网技术相连。称重传感器6、位置胎型传感器7对桥梁上行驶的交通工具的单轴重、轴数、总车重、轴距、车长、车型、底盘频率、车速、加速度、轮胎数、车牌照号、车辆图的信息分别进行实时采集，获得载荷参量，通过第二边缘计算模块进行边缘计算，将载荷参量处理成载荷数据。第二边缘计算模块可以进行边缘计算设计，整合了称重传感器6、位置胎型传感器7、数据采集、数据传输以及一定的数据储存和分析功能。称重传感器6和位置胎型传感器7获取原始数据后可以直接在本地解调，并与历史数据一同保存一段时间，再由处理平台的计算分析模块处理数据，并将处理结果发送到云平台，最终用户收到的只需是桥梁是否安全的分析结果，大大减少了数据传输的压力，降低了用户的使用门槛；当用户有需要时，也可以访问交通载荷监测单元获取原始数据。

进一步地，在一实施例中，所述第二边缘计算模块还和抓拍摄像机、信息显示屏4、车牌识别系统5分别通过有线或无线技术相连。

进一步地，在一实施例中，桥梁相对位移监测单元包括至少一个拉绳式位移传感器8，所述拉绳式位移传感器8内嵌设有第三边缘计算模块，所述第三边缘计算模块和云平台通过物联网技术相连；所述拉绳式位移传感器8对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过第三边缘计算模块进行边缘计算，将第二几何参量处理成第二几何数据。

具体的，所述拉绳式位移传感器8监测桥梁支座之间相对位移的变化时，所述拉绳式位移传感器8的一端安装在桥梁桥墩顶部，所述拉绳式位移传感器8的另一端安装在桥面板底部；

所述拉绳式位移传感器8监测桥面板伸缩缝时，所述拉绳式位移传感器8的两端分别安装在桥面板底部伸缩缝的两侧；

所述拉绳式位移传感器8监测桥梁的裂缝时，所述拉绳式位移传感器8的两端分别安装在裂缝两侧壁面上。

桥梁相对位移监测单元能够对梁墩间纵向、横向相对位移、桥面伸缩缝、裂缝进行监测。通过拉绳式位移传感器8采集第二几何参量，通过第三边缘计算模块对第二几何参量初步处理分析成第二几何数据，并将第二几何数据发送到云平台，最终用户收到的只需是桥梁是否安全的分析结果，大大减少了数据传输的压力，降低了用户的使用门槛；当用户有需要时，也可以访问相桥梁相对位移监测单元获取原始数据。

进一步地，在一实施例中，所述桥梁倾覆风险监测单元包括至少一对顶针式位移传感器9，每个顶针式位移传感器9分别内嵌设有第四边缘计算模块，在云平台内预设第二预警值，所述第四边缘计算模块和云平台通过物联网技术相连；

每对顶针式位移传感器9包括两个顶针式位移传感器9，同一对中两顶针式位移传感器9分别位于桥梁的桥墩两侧。

桥梁倾覆风险监测单元监测桥梁倾覆包括以下步骤：

每对顶针式位移传感器9分别测量桥墩两侧的竖向高度h1和h2，h1-h2＝dh，若dh超过第二预警值，则判断可能有支座脱空现象，桥梁有倾覆侧翻的风险，则云平台发出第二报警信号。第二预警值根据多次试验等方式获得。

若没有监测到桥梁的挠度变形超过第二预警值，则云平台不发出第二报警信号。

进一步地，在一实施例中，所述反力监测单元包括力传感器10和第五边缘计算模块，所述反力监测单元为力传感器10，所述力传感器10内嵌设有第五边缘计算模块，所述力传感器10安装在桥梁支座和桥墩连接处，所述第五边缘计算模块和云平台通过物联网技术相连。

将一个力传感器10安装在桥梁支座和桥墩连接处，可以实时监测支座反力的变化，从而判断桥墩支座的健康状态。桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。桥梁在运营阶段，下部结构会出现不同程度的沉降或者上部梁结构和下部支承结构之间发生较大的相对位移，从而造成支座反力分配状况与理论值之间出现差异，导致理论顶升力与实际需要的顶升力不符。上述不确定因素的影响，使得梁体出现附加应力后可能导致结构受力状态发生改变，甚至使结构损伤、开裂乃至破坏。因此，对支座反力进行监测，掌握桥梁的实际变化状态，可以用于指导运营阶段维护。

在本实施例中，具体的，第一边缘计算模块、第二边缘计算模块、第三边缘计算模块、第四边缘计算模块和第五边缘计算模块分别为嵌设在各传感器中，上述各传感器均采用边缘计算设计，整合了传感器、数据采集、数据传输以及一定的数据储存和分析功能。传感器获取原始数据后可以直接在传感器端的计算分析模块进行初步的数据处理和分析，并将处理结果发送到云平台，最终用户收到的只需是桥梁是否安全的分析结果，大大减少了数据传输的压力和中央计算消耗的大量资源。显然本实施例采用具备边缘计算能力的传感器可以方便地进行分布式的数据分析，从而大幅度的提高了数据分析的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于综合感知的独墩立交桥超载和倾覆监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：交通载荷监测单元对桥梁上行驶的交通车辆的载荷信息进行实时采集，获得载荷参量，通过边缘计算将载荷参量处理成载荷数据；

S2：桥梁挠度变形监测单元对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过边缘计算将第一几何参量处理成第一几何数据；

S3：桥梁相对位移监测单元对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过边缘计算将第二几何参量处理成第二几何数据；

S4：桥梁倾覆风险监测单元对桥梁的倾斜量进行实时采集，获得第三几何参量，通过边缘计算将第三几何参量处理成第三几何数据；

S5：桥梁支座反力监测单元对桥梁支座反力进行实时采集，获得反力参量，通过边缘计算将反力参量处理成反力数据；

S6：云平台分别调取并分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据，分析完成后，所述云平台根据分析的结果进行评估，所述云平台根据评估的结果选择是否报警；

其中，所述云平台内预设有与分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据分别对应的监测报警阈值，若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据超出了对应的监测报警阈值，所述云平台报警；若分析载荷数据、第一几何数据、第二几何数据、第三几何数据和反力数据没有超出对应的监测报警阈值，所述云平台不报警；

云平台通过5G/4G无线通讯技术分别和交通载荷监测单元、桥梁挠度变形监测单元、桥梁相对位移监测单元、桥梁倾覆风险监测单元、桥梁支座反力监测单元进行通讯及控制；

所述桥梁挠度变形监测单元包括动挠度计和红外目标靶，所述动挠度计内嵌设有第一边缘计算模块，所述动挠度计和红外目标靶对桥梁的挠度变形量进行实时采集，获得第一几何参量，通过第一边缘计算模块进行边缘计算，将第一几何参量处理成第一几何数据；

所述动挠度计的动态采样频率高达1Hz；

在云平台内设置第一预警值，若监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台发出第一报警信号，若没有监测到桥梁的挠度变形超过第一预警值，则云平台不发出第一报警信号；

所述第一预警值的获取方式包括以下方法中的一种或多种：1）基于现有的规范获得第一预警值，即JTG D62-2004/ JTG D62-2018计算跨径 l/600 作为第一预警值备择集的一个元素；2）基于最不利加载工况获得第一预警值，即根据卡车超载管理规定，计算满载/两车并行情况下桥梁跨中竖向挠度的峰值，将其纳入第一预警值备择集；3）基于动挠度数据统计分析获得第一预警值，即对测量所得的动挠度历史峰值进行统计，选取样本数量位于0.90或0.95分位的挠度值纳入第一预警值备择集；

所述交通载荷监测单元包括电性相连的称重传感器、位置胎型传感器和第二边缘计算模块，所述称重传感器和位置胎型传感器对桥梁上行驶的交通车辆的单轴重、轴数、总车重、轴距、车长、车型、底盘频率、车速、加速度、轮胎数、车牌照号、车辆图的信息分别进行实时采集，获得载荷参量，通过第二边缘计算模块进行边缘计算，将载荷参量处理成载荷数据；

桥梁相对位移监测单元包括至少一个拉绳式位移传感器，所述拉绳式位移传感器内嵌设有第三边缘计算模块，所述拉绳式位移传感器对桥梁支座之间的相对位移量、桥面板伸缩缝、桥梁的裂缝中的一个或多个进行实时采集，获得第二几何参量，通过第三边缘计算模块进行边缘计算，将第二几何参量处理成第二几何数据；

所述桥梁倾覆风险监测单元包括至少一对顶针式位移传感器，每个顶针式位移传感器分别内嵌设有第四边缘计算模块，在云平台内预设第二预警值；

每对顶针式位移传感器分别测量桥墩两侧的竖向高度h1和h2，h1-h2=dh，若dh超过第二预警值，则判断可能有支座脱空现象，桥梁有倾覆侧翻的风险，则云平台发出第二报警信号；若没有监测到桥梁的挠度变形超过第二预警值，则云平台不发出第二报警信号；

所述反力监测单元为力传感器，所述力传感器内嵌设有第五边缘计算模块，所述力传感器对桥梁支座反力进行实时采集，获得反力参量，通过第五边缘计算模块进行边缘计算，将反力参量处理成反力数据。

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