CN114894411B - 一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桥梁监测技术领域，公开了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法及系统，包括：通过预设位置的无线传感器节点获取目标桥梁的健康监测数据，将所述健康监测数据进行预处理，根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况分析，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示，同时构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，并根据健康状况预警生成桥梁养护方案及维修方案。本发明通过无线传感器网络对桥梁健康进行监测，并通过监测数据进行桥梁健康状况的安全评估，实现了桥梁健康监测的可视化及精细化管理。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁监测技术领域，更具体的，涉及一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法及系统。
背景技术
在交通网络中，桥梁具有连接交通线路的作用，是交通的咽喉，在经济、社会、生活等方面有着重要的战略意义。然而在桥梁服役期间，受内部结构变化，外界环境侵蚀等其他不利因素影响，桥梁会出现结构老化、受损等问题。由于技术的局限性，传统的桥梁健康状况评估大部分是依靠人工检测进行，但人工检测方法存在检查效率低、检查周期长、检查结果不稳定、安全性差等问题，无法满足现代桥梁的维护与管理要求。
通过无线传感器对桥梁的健康数据进行监测，对健康数据进行分析发现可能存在的损伤。而现有的通过传感器监测桥梁健康状况大多数需要通过桥梁维护人员根据传感器所反馈的数据通过相关经验判断桥梁的健康状况，无法通过监测数据进行自动化桥梁健康状况评估预警，降低了对桥梁结构健康状况监测的及时性。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法及系统。
本发明第一方面提供了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法，包括：
通过预设位置的无线传感器节点获取目标桥梁的健康监测数据，并通过汇聚节点将健康监测数据进行汇聚传输，将所述健康监测数据进行预处理；
根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
同时构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，判断桥梁健康状况是否处于预设健康状况阈值范围；
若处于，根据健康状况预警生成桥梁养护方案，若不处于，则根据健康状况确定桥梁异常部位的剩余寿命，并制定维修方案。
本方案中，将所述健康监测数据进行预处理，具体为：
获取目标桥梁的桥型信息及位置环境信息确定重点健康监测数据类型，将所述重点健康监测数据进行分类结合时间戳生成健康监测数据序列并设置数据类型标签；
将所述健康监测数据序列进行数据格式转换，判断预设时间内各个时间点的传感器采集到的数据量与预设标准数据量的比值是否大于等于预设阈值；
若小于，则将健康监测数据进行舍弃，若大于等于，则判断健康监测数据中是否存在缺失；
若存在缺失，则获取缺失值的相邻时刻的健康监测数据的均值，根据所述均值将缺失值进行填充；
同时，剔除健康监测数据中的异常值，将健康监测数据进行归一化处理。
本方案中，所述的根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，具体为：
根据预处理后的健康监测数据获取目标桥梁的健康监测特征，并获取健康监测过程中的目标桥梁所在地的环境特征；
构建桥梁健康分析模型并确定监测指标，将所述健康监测特征与环境特征输入所述桥梁健康分析模型，根据健康监测数据类型及对应无线传感器节点布设位置构建监测指标的判断矩阵；
根据所述判断矩阵计算各个监测指标无线传感器节点布设位置的权重信息，根据预设健康监测数据阈值体系及所述权重信息生成各无线传感器节点的监测评分值，并根据所述监测评分值生成单一指标的评分值；
根据各单一指标的评分值通过变权综合计算变权总分，根据所述变权总分生成目标桥梁健康监测得分；
基于深度学习构建桥梁损伤识别模型，进行初始化训练至目标函数趋于稳定，根据桥梁损伤识别模型确定目标桥梁的损伤程度及损伤位置，构建目标桥梁的三维模型，并将所述损伤位置及损伤程度进行标记。
本方案中，所述的构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，具体为：
获取目标桥梁的实时健康监测数据，构建基于阈值分级的桥梁健康预警模型；
根据所述实时健康监测数据获取计算目标桥梁当前健康监测得分，将所述健康监测得分与所述历史桥梁健康状况对应的历史健康监测得分进行对比生成得分偏差率；
根据预设监测时间段内环境特征及目标桥梁车辆通行量动态设置阈值区间，将所述得分偏差率输入所述桥梁健康预警模型，判断所述得分偏差率所属的阈值区间，并获取对应的预警等级。
本方案中，根据健康监测数据对目标桥梁的沉降情况进行监测，具体为：
通过所述健康监测数据获取目标桥梁各桥墩的单体位移及与预设基准点的位移差值，根据监测间隔获取各桥墩沉降速率；
根据所述各桥墩与预设基准点的位移差值计算目标桥梁各桥墩之间的沉降差值，并根据所述沉降差值与预设阈值进行对比；
若任意两桥墩之间的沉降差值大于预设阈值，则生成目标桥梁不均匀沉降预警信息；
通过所述各桥墩沉降速率预测预设时间后的沉降量，并根据所述沉降量制定目标桥梁防治方案。
本方案中，还包括：
通过目标桥梁所在地环境特征获取目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征，根据所述地理环境特征结合环境气候特征与目标桥梁的结构特征建立突发预警系统；
通过目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征的变化与目标桥梁振动响应进行相关性分析，并根据目标桥梁振动响应确定风险信息，通过所述风险信息预设目标桥梁振动响应阈值区间；
若目标桥梁所在地出现自然灾害事件，则根据当前地理环境特征及环境气候特征预测目标桥梁振动响应，并根据目标桥梁振动响应的预测值所落在的阈值区间确定预警风险等级。
本发明第二方面还提供了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，其特征在于，该系统包括：健康数据监测模块、健康数据分析模块、桥梁健康预警模块、存储器、处理器，所述存储器中包括基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序，所述处理器执行基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序；
健康数据监测模块，设置若干个用于监测目标桥梁健康的无线传感器节点，构建无线传感器网络，通过预设位置的无线传感器节点获取健康监测数据，并通过无线传感器网络中大的汇聚节点将健康监测数据汇聚传输，进行预处理；
健康数据分析模块，通过预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，建立目标桥梁三维模型，通过目标桥梁三维模型将桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
桥梁健康预警模块，构建桥梁健康预警模型，根据当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况生成预警信息，并通过桥梁健康状况生成桥梁维修养护方案；
本发明公开的一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法及系统，包括：通过预设位置的无线传感器节点获取目标桥梁的健康监测数据，将所述健康监测数据进行预处理，根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示，同时构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，并根据健康状况预警生成桥梁养护方案及维修方案。本发明通过无线传感器网络对桥梁健康进行监测，并通过监测数据进行桥梁健康状况的安全评估，实现了桥梁健康监测的可视化及精细化管理。
附图说明
图1示出了本发明一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法的流程图；
图2示出了本发明根据健康监测数据获取桥梁健康状况的流程图；
图3示出了本发明一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法，包括：
S102，通过预设位置的无线传感器节点获取目标桥梁的健康监测数据，并通过汇聚节点将健康监测数据进行汇聚传输，将所述健康监测数据进行预处理；
S104，根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
S106，构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，判断桥梁健康状况是否处于预设健康状况阈值范围；
S108，若处于，根据健康状况预警生成桥梁养护方案，若不处于，则根据健康状况确定桥梁异常部位的剩余寿命，并制定维修方案。
需要说明的是，所述的健康监测数据由无线传感器网络中的采集节点获取、发送，多个采集节点和汇聚节点组成无线传感器网络。在预定位置放置采集节点，无线传感器网络中的采集节点可以是线性或者网状分布，并可以进行自动组网。采集节点将采集到的数据信息通过多跳路由的方式发送到汇聚节点，汇聚节点将接收到的数据发送至主机处理器，采集节点的传感器类型包括但不限于温湿度传感器、振动传感器、应力传感器、形变传感器、加速度传感器等。采集节点采用电池供电，汇聚节点采用电源供电。
需要说明的是，将所述健康监测数据进行预处理，具体为：获取目标桥梁的桥型信息及位置环境信息确定重点健康监测数据类型，将所述重点健康监测数据进行分类结合时间戳生成健康监测数据序列并设置数据类型标签；将所述健康监测数据序列进行数据格式转换，判断预设时间内各个时间点的传感器采集到的数据量与预设标准数据量的比值是否大于等于预设阈值；若小于，则将健康监测数据进行舍弃，若大于等于，则判断健康监测数据中是否存在缺失；若存在缺失，则获取缺失值的上一时刻与下一时刻的健康监测数据的均值，根据所述均值将缺失值进行填充；同时，剔除健康监测数据中的异常值，异常值指的是明显不满足桥梁结构受力状况的监测数据。异常值常以离散值形式出现，距离正常监测数据拟合曲线较远异常值检测算法通常有孤立森林算法等，将健康监测数据进行归一化处理。
图2示出了本发明根据健康监测数据获取桥梁健康状况的流程图。
根据本发明实施例，所述的根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，具体为：
S202，根据预处理后的健康监测数据获取目标桥梁的健康监测特征，并获取健康监测过程中的目标桥梁所在地的环境特征；
S204，构建桥梁健康分析模型并确定监测指标，将所述健康监测特征与环境特征输入所述桥梁健康分析模型，根据健康监测数据类型及对应无线传感器节点布设位置构建监测指标的判断矩阵；
S206，根据所述判断矩阵计算各个监测指标无线传感器节点布设位置的权重信息，根据预设健康监测数据阈值体系及所述权重信息生成各无线传感器节点的监测评分值，并根据所述监测评分值生成单一指标的评分值；
S208，根据各单一指标的评分值通过变权综合计算变权总分，根据所述变权总分生成目标桥梁健康监测得分；
S210，基于深度学习构建桥梁损伤识别模型，进行初始化训练至目标函数趋于稳定，根据桥梁损伤识别模型确定目标桥梁的损伤程度及损伤位置，构建目标桥梁的三维模型，并将所述损伤位置及损伤程度进行标记。
需要说明的是，基于深度学习构建桥梁损伤识别模型，将桥梁监测数据及损伤工况数据进行预处理划分为训练集及测试集，对模型参数进行初始化设置，随机初始化权重及偏置，通过训练集对模型进行迭代训练，通过训练过程中的误差对模型进行优化，对模型权重及偏置进行更新，通过训练好的桥梁损伤识别模型表征桥梁健康监测数据与桥梁健康程度的关系，同时根据健康监测数据的相关性及健康监测数据与桥梁损伤应变响应变化确定损伤的程度与位置。
需要说明的是，所述的构建桥梁健康预警模型，通过当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，具体为：获取目标桥梁的实时健康监测数据，构建基于阈值分级的桥梁健康预警模型；根据所述实时健康监测数据获取计算目标桥梁当前健康监测得分，将所述健康监测得分与所述历史桥梁健康状况对应的历史健康监测得分进行对比生成得分偏差率；根据预设监测时间段内环境特征及目标桥梁车辆通行量动态设置阈值区间，将所述得分偏差率输入所述桥梁健康预警模型，判断所述得分偏差率所属的阈值区间，并获取对应的预警等级，当得分偏差率小于第一预警阈值时，生成桥梁健康初级预警；当得分偏差率位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，生成桥梁健康中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，生成桥梁健康高级预警。根据桥梁健康状况预警结果结合健康监测数据通过大数据等方式生成针对性运维方案，通过健康监测数据，对桥梁健康状况进行有效评估，为桥梁的养护维修方案提供相关依据，使运维方案等更加合理，提高桥梁的使用寿命，同时合理配置桥梁养护维修资源，为降低桥梁运营维护成本提供科学技术依据，保证桥梁检查维修策略制订具有针对性、及时性和高效性。
需要说明的是，根据健康监测数据对目标桥梁的沉降情况进行监测，具体为：通过所述健康监测数据获取目标桥梁各桥墩的单体位移及与预设基准点的位移差值，根据监测间隔获取各桥墩沉降速率；根据所述各桥墩与预设基准点的位移差值计算目标桥梁各桥墩之间的沉降差值，并根据所述沉降差值与预设阈值进行对比；若任意两桥墩之间的沉降差值大于预设阈值，则生成目标桥梁不均匀沉降预警信息；通过所述各桥墩沉降速率预测预设时间后的沉降量，并根据所述沉降量制定目标桥梁防治方案。
需要说明的是，本发明还包括，构建突发预警系统，对自然灾害造成的风险进行提前评估预警，具体为：通过目标桥梁所在地环境特征获取目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征，根据所述地理环境特征结合环境气候特征与目标桥梁的结构特征建立突发预警系统；通过目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征的变化与目标桥梁振动响应进行相关性分析，并根据目标桥梁振动响应确定风险信息，通过所述风险信息预设目标桥梁振动响应阈值区间；若目标桥梁所在地出现自然灾害事件，则根据当前地理环境特征及环境气候特征预测目标桥梁振动响应，并根据目标桥梁振动响应的预测值所落在的阈值区间确定预警风险等级。
根据本发明实施例，本发明还包括，监测桥面的异常行驶轨迹，具体为：
获取驶入目标桥梁的车辆帧图像信息及车辆速度信息，通过所述车辆帧图像信息及车辆速度信息判断车辆的实时位置信息；
同时，根据所述车辆速度信息及车辆实时位置信息判断预设时间内车辆的速度变化率及位置变化率，将所述速度变化率及位置变化率与预设阈值进行对比，将不处于阈值范围的车辆进行标记；
获取标记车辆的行驶轨迹，根据所述行驶轨迹判断是否发生车辆行驶事故，若是，则生成事故预警，并将所述事故预警发送至相关部门；若不是，则根据标记车辆的行驶轨迹判断标记车辆对桥面交通的影响程度；
当标记车辆的对桥面交通的影响程度大于预设影响程度阈值时，则获取标记车辆的车牌信息及图像证据信息，发送至相关部门；
同时，根据所述车辆帧图像信息进行大数据检索，判断车辆是否存在超限情况，若存在，则生成车辆超限预警。
需要说明的是，通过对桥面的通行车辆异常行驶轨迹的判断间接的减少了桥梁交通事故的发生，减少了交通堵塞行为，同时对标记车辆的行驶轨迹判断标记车辆对桥面交通的影响程度，所述判断标准包括但不限于是否造成桥面交通拥堵，是否直接或间接造成交通事故等，同时对车辆超限行为进行识别判断，所述桥梁车辆超限特征识别判断可通过神经网络等方式进行实现，有效避免了车辆超限造成的桥梁事故。
根据本发明实施例，本发明还包括，获取船舶航行信息，生成船舶防撞预警，具体为：
获取预设距离范围内的船舶信息及航行状态信息，根据桥墩所在位置预设电子围栏区域，判断目标船舶的航行路径是否与电子围栏区域存在交集，若是，则生成碰撞预警信息；
根据所述船舶信息获取目标船舶的高度信息，通过水文监测数据获取船舶通航净空高度信息，将所述船舶通航净空高度信息与船舶高度信息进行对比，若所述船舶通航净空高度信息大于船舶高度则生成碰撞预警信息；
并将所述碰撞预警信息按照预设方式实时高频发送至目标船舶，至目标船舶接受并生成反馈。
图3示出了本发明一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，其特征在于，该系统包括：健康数据监测模块、健康数据分析模块、桥梁健康预警模块、存储器、处理器，所述存储器中包括基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序，所述处理器执行基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序；
健康数据监测模块，设置若干个用于监测目标桥梁健康的无线传感器节点，构建无线传感器网络，通过预设位置的无线传感器节点获取健康监测数据，并通过无线传感器网络中大的汇聚节点将健康监测数据汇聚传输，进行预处理；
健康数据分析模块，通过预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，建立目标桥梁三维模型，通过目标桥梁三维模型将桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
桥梁健康预警模块，构建桥梁健康预警模型，根据当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况生成预警信息，并通过桥梁健康状况生成桥梁维修养护方案；
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过预设位置的无线传感器节点获取目标桥梁的健康监测数据，并通过汇聚节点将健康监测数据进行汇聚传输，将所述健康监测数据进行预处理；
根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
同时构建桥梁健康预警模型，通过实时健康监测数据及历史桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，判断桥梁健康状况是否处于预设健康状况阈值范围；
若处于，根据健康状况预警生成桥梁养护方案，若不处于，则根据健康状况确定桥梁异常部位的剩余寿命，并制定维修方案；
所述的根据预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况分析，通过构建目标桥梁三维模型进行桥梁损伤位置标记，具体为：
根据预处理后的健康监测数据获取目标桥梁的健康监测特征，并获取健康监测过程中的目标桥梁所在地的环境特征；
构建桥梁健康分析模型并确定监测指标，将所述健康监测特征与环境特征输入所述桥梁健康分析模型，根据健康监测数据类型及对应无线传感器节点布设位置构建监测指标的判断矩阵；
根据所述判断矩阵计算各个监测指标无线传感器节点布设位置的权重信息，根据预设健康监测数据阈值体系及所述权重信息生成各无线传感器节点的监测评分值，并根据所述监测评分值生成单一指标的评分值；
根据各单一指标的评分值通过变权综合计算变权总分，根据所述变权总分生成目标桥梁健康监测得分；
基于深度学习构建桥梁损伤识别模型，进行初始化训练至目标函数趋于稳定，根据桥梁损伤识别模型确定目标桥梁的损伤程度及损伤位置，构建目标桥梁的三维模型，并将所述损伤位置及损伤程度进行标记；
根据健康监测数据对目标桥梁的沉降情况进行监测，具体为：
通过所述健康监测数据获取目标桥梁各桥墩的单体位移及与预设基准点的位移差值，根据监测间隔获取各桥墩沉降速率；
根据所述各桥墩与预设基准点的位移差值计算目标桥梁各桥墩之间的沉降差值，并根据所述沉降差值与预设阈值进行对比；
若任意两桥墩之间的沉降差值大于预设阈值，则生成目标桥梁不均匀沉降预警信息；
通过所述各桥墩沉降速率预测预设时间后的沉降量，并根据所述沉降量制定目标桥梁防治方案；
还包括：通过目标桥梁所在地环境特征获取目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征，根据所述地理环境特征结合环境气候特征与目标桥梁的结构特征建立突发预警系统；
通过目标桥梁周围地理环境特征及环境气候特征的变化与目标桥梁振动响应进行相关性分析，并根据目标桥梁振动响应确定风险信息，通过所述风险信息预设目标桥梁振动响应阈值区间；
若目标桥梁所在地出现自然灾害事件，则根据当前地理环境特征及环境气候特征预测目标桥梁振动响应，并根据目标桥梁振动响应的预测值所落在的阈值区间确定预警风险等级。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法，其特征在于，将所述健康监测数据进行预处理，具体为：
获取目标桥梁的桥型信息及位置环境信息确定重点健康监测数据类型，将所述重点健康监测数据进行分类结合时间戳生成健康监测数据序列并设置数据类型标签；
将所述健康监测数据序列进行数据格式转换，判断预设时间内各个时间点的传感器采集到的数据量与预设标准数据量的比值是否大于等于预设阈值；
若小于，则将健康监测数据进行舍弃，若大于等于，则判断健康监测数据中是否存在缺失；
若存在缺失，则获取缺失值的相邻时刻的健康监测数据的均值，根据所述均值将缺失值进行填充；
同时，剔除健康监测数据中的异常值，将健康监测数据进行归一化处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法，其特征在于，所述的构建桥梁健康预警模型，通过实时健康监测数据及历史桥梁健康状况对桥梁的健康状况进行预警，具体为：
获取目标桥梁的实时健康监测数据，构建基于阈值分级的桥梁健康预警模型；
根据所述实时健康监测数据获取计算目标桥梁当前健康监测得分，将所述健康监测得分与所述历史桥梁健康状况对应的历史健康监测得分进行对比生成得分偏差率；
根据预设监测时间段内环境特征及目标桥梁车辆通行量动态设置阈值区间，将所述得分偏差率输入所述桥梁健康预警模型，判断所述得分偏差率所属的阈值区间，并获取对应的预警等级。
4.一种基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，其特征在于，该系统包括：健康数据监测模块、健康数据分析模块、桥梁健康预警模块、存储器、处理器，所述存储器中包括如权利要求1-3任一项所述的基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序，所述处理器执行如权利要求1-3任一项所述的基于无线传感器网络的桥梁健康监测方法程序；
健康数据监测模块，设置若干个用于监测目标桥梁健康的无线传感器节点，构建无线传感器网络，通过预设位置的无线传感器节点获取健康监测数据，并通过无线传感器网络中大的汇聚节点将健康监测数据汇聚传输，进行预处理；
健康数据分析模块，通过预处理后的健康监测数据进行数据分析获取桥梁健康状况，建立目标桥梁三维模型，通过目标桥梁三维模型将桥梁损伤位置标记，将桥梁健康状况进行可视化显示；
桥梁健康预警模块，构建桥梁健康预警模型，根据当前健康监测数据及桥梁健康状况对桥梁的健康状况生成预警信息，并通过桥梁健康状况生成桥梁维修养护方案。
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