CN115600294A - 一种大型转体桥梁的施工监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种大型转体桥梁的施工监控方法，该方法包括：首先，在大型转体桥梁的施工现场安装传感器；通过传感器采集大型转体桥梁的每个监测部位的数据信息，并将采集的每个监测部位的数据信息传递到若干台计算机；每个计算机通过传感器传递的数据信息，对不同部位的数据信息进行分析；计算机对数据信息进行分析后，将分析结果发送到其他计算机上，通过区块链共识算法最终对不同部位的分析结果达成共识；本发明通过在大型转体桥梁的施工现场并安装传感器，通过传感器采集大型转体桥梁的数据信息，并通过对采集的数据信息进行分析，确保采集的桥梁数据信息是否在安全范围内，以保证桥梁施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及施工监控自动化技术、区块链共识技术，具体而言，涉及一种大型转体桥梁的施工监控方法。
背景技术
大型转体桥梁是一种通过转体法施工的桥梁；桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法；它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业；根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法的应用最多。
大型转体桥梁的施工过程比一般桥梁的施工过程更加复杂、多变；因此，为确保施工过程的安全需要更准确的监控方案，准确获取施工过程中的数据，并对数据进行分析。
目前监测大型转体桥梁施工的方法主要为BIM自动化监测技术，但该技术主要监测的是大型转体桥梁施工过程中的整体结构，对于具体监测部位的监测效果不明显。
现存的大型转体桥梁施工过程中的监测方法主要存在以下问题：1)数据可靠性差：通过固定设备获取数据信息，且传输过程和数据存储安全性保障低；2)准确性低：产生的系统误差和随机误差比较大；3)实效性差：不能保证稳定的获取数据信息，机器损坏或者在恶劣天气下。
区块链技术是近年来兴起的一种计算机的新型技术，它是分布式账本、密码算法、P2P网络和共识算法等技术集合。
区块链共识算法是区块链技术优于其他计算机技术的根本；区块链共识算法使得区块链中的节点遵守一个相同的算法，最终通过该相同的算法达成共识，保证区块链中全部节点对保存的交易信息的一致性；因此，通过共识算法对采集的大型转体桥梁的数据信息进行分析，将更加准确、可靠。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，以及在原有技术基础上大大提高其技术效果；为此，本发明提供了一种大型转体桥梁的施工监控方法，该方法包括：
首先，在大型转体桥梁的施工现场安装传感器；
在大型转体桥梁施工过程中，调整传感器的镜头，将镜头对准大型转体桥梁需要监测的部位，通过传感器采集每个需要监测的部位的监测部位数据信息，并将采集的每个监测部位数据信息传递到若干台计算机；
计算机将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上，直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息；
计算机对每个监测部位数据信息进行分析，将分析结果发送到其他计算机上，直到每台计算机获取其他全部计算机的分析结果；
通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识，确定需要监测的部位是否存在风险；
大型转体桥梁的施工随着进程和时间推移，需要监测的部位也相应有所变动；若共识结果为需要监测的部位不存在风险，则调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁的最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并通过计算机达成对每个需要监测的部位的分析结果的共识；若共识结果为需要监测的部位存在风险，则需要对施工进行及时的调整，并且调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并由计算机进行分析，保证对大型转体桥梁的施工现场监控的连续性。
进一步地，所述在大型转体桥梁的施工现场安装传感器包括：在大型转体桥梁的施工现场周围安装传感器，通过安装的传感器能够获得大型转体桥梁施工过程中的360°无死角监测部位数据信息。
进一步地，所述大型转体桥梁需要监测的部位包括：根据大型转体桥梁的三维结构和结构力学，判断在大型转体桥梁施工过程中容易发生工程故障的部位，将所述容易发生工程故障的部位叫做需要监测的部位。
进一步地，所述计算机数量多于100台，计算机数量越多，该监控系统越安全；所述计算机上还保存有大型转体桥梁每个需要监测的部位的基础信息阈值；所述基础信息阈值为每个需要监测的部位的是否存在安全风险的界限；当需要监测的部位的数据信息超过基础信息阈值时，则所述需要监测的部位存在安全风险。
进一步地，所述不同计算机之间通过P2P网络相连接，每台计算机通过P2P网络将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上。
进一步地，所述直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息包括：通过私钥签名的方式，计算机向其他全部计算机发送获取的需要监测的部位的监测部位数据信息，直到每台计算机获取其他全部计算机发送的监测部位数据信息，即使的每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息。
进一步地，所述计算机对每个监测部位数据信息进行分析包括：对于多台传感器同时采集同一个需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息取多台传感器获取的监测部位数据信息的平均值；对于只有一台传感器采集的需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息为该传感器采集的数据。
进一步地，所述计算机对每个监测部位数据信息进行分析还包括：计算机对每个需要监测的部位最终的监测部位数据信息进行分析，分析最终的监测部位数据信息是否在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内；若最终的监测部位数据信息在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位不存在风险；若最终的监测部位数据信息不在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位存在风险。
进一步地，所述通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识包括：对于大型转体桥梁的同一个需要监测的部位，统计对所述需要监测的部位采集的监测部位数据信息的分析结果为不存在风险的计算机数量是否超过总计算机数量的2/3；若超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位不存在风险；若不超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位存在风险，通知技术人员和施工人员及时对施工进行调整，确保施工过程的安全。
进一步地，所述大型转体桥梁的施工随着进程和时间推移，需要监测的部位也相应有所变动包括：在大型转体桥梁施工过程中，随着施工进程的推移，大型转体桥梁需要监控的部位也有所变化；计算机通过大型转体桥梁的BIM三维模型，结合大型转体桥梁施工现场实际情况，分析并确定最新的需要监测的部位，并将所述最新的需要监测的部位的信息传递到传感器，由传感器采集所述最新的需要监测的部位的监测部位数据信息。
本发明的有益效果是：
本发明：一)数据可靠性强：通常由多个传感器同时采集一个监测部位的数据，且传输过程和存储都在区块链P2P网络中进行，大大增强了数据的可靠性；二)准确性高：由区块链共识算法大大降低了系统误差和随机误差；三)实效性好：就算一台传感器出现故障，不会影响其他传感器的正常工作，能够稳定、准确获取需要监测的部位的监测部位数据信息。
附图说明
图1：本发明的一种大型转体桥梁的施工监控方法的流程图。
图2：本发明的传感器布置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明；应当理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。
需要注意的是，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，本发明还可以有其他实施方式以及其变形，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。
如图1所示：为根据本发明的实施例的一种大型转体桥梁的施工监控方法的流程图，该流程图包括：步骤S100，首先，在大型转体桥梁的施工现场安装传感器；步骤S101，在大型转体桥梁施工过程中，调整传感器的镜头，将镜头对准大型转体桥梁需要监测的部位，通过传感器采集每个需要监测的部位的监测部位数据信息，并将采集的每个监测部位数据信息传递到若干台计算机；步骤S102，计算机将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上，直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息；步骤S103，计算机对每个监测部位数据信息进行分析，将分析结果发送到其他计算机上，直到每台计算机获取其他全部计算机的分析结果；步骤S104，通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识，确定需要监测的部位是否存在风险；步骤S105，大型转体桥梁的施工随着进程和时间推移，需要监测的部位也相应有所变动；若共识结果为需要监测的部位不存在风险，则调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁的最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并通过计算机达成对每个需要监测的部位的分析结果的共识；若共识结果为需要监测的部位存在风险，则需要对施工进行及时的调整，并且调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并由计算机进行分析，保证对大型转体桥梁的施工现场监控的连续性。
具体地，本发明首先在大型转体桥梁的周围布置多个传感器，通过调节传感器的镜头采集大型转体桥梁需要监测的部位最新的监测部位数据信息，并将采集的监测部位数据信息发送到若干台计算机上；计算机通过P2P网络将全部监测部位数据信息传递给其他区块链，使得每台计算机均能够获得全部的需要监测的部位的监测部位数据信息；随后，计算机通过共识算法对需要监测的部位的监测部位数据信息进行分析，并对分析结果达成共识，确定需要监测的部位是否存在风险。
步骤S100，首先，在大型转体桥梁的施工现场安装传感器；具体地，在大型转体桥梁的施工现场周围安装传感器，通过安装的传感器能够获得大型转体桥梁施工过程中的360°无死角监测部位数据信息。
在上述实施例中，优选地，根据大型转体桥梁的规模和施工占地面积，至少安装8台相机传感器对大型转体桥梁的施工过程进行监控。
在上述实施例中，优选地，如图2所示：为本发明的传感器布置示意图；在该图中，除了大型转体桥梁施工现场，在施工现场周围布置有传感器1、传感器2、…传感器n，代表传感器数量越多越好，但至少为8台传感器，确保大型转体桥梁整个施工过程中的需要监测的部位均能被监控到。
步骤S101，在大型转体桥梁施工过程中，调整传感器的镜头，将镜头对准大型转体桥梁需要监测的部位，通过传感器采集每个需要监测的部位的监测部位数据信息，并将采集的每个监测部位数据信息传递到若干台计算机；具体地，因为大型转体桥梁施工过程中，随着施工进程和时间的推移，大型转体桥梁的容易出现风险的部位将会有所变化，因此，需要不断调整传感器的镜头，才能够精确的对大型转体桥梁进行监控。
在上述实施例中，具体地，确定大型转体桥梁需要监测的部位的方法是：根据大型转体桥梁的三维结构和结构力学，根据大型转体桥梁的施工进程，判断该施工进程中大型转体桥梁施工过程中容易发生工程故障的部位，将所述容易发生工程故障的部位叫做需要监测的部位。
在上述实施例中，具体地，所述若干台计算机指多台计算机，在本发明中计算机数量需多于100台，计算机数量越多，该监控系统越安全；不同计算机之间通过P2P网络相连接，每台计算机通过P2P网络将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上；所述计算机上还保存有大型转体桥梁每个需要监测的部位的基础信息阈值；所述基础信息阈值为每个需要监测的部位的是否存在安全风险的界限；当需要监测的部位的数据信息超过基础信息阈值时，则所述需要监测的部位存在安全风险。
在上述实施例中，优选地，大型转体桥梁每个需要监测的部位的基础信息阈值获取的方法为：通过对大型转体桥梁的BIM三维模型进行分析，分析大型转体桥梁在不同进程中需要监测的部位，根据结构力学对需要监测的部位进行分析，获取需要监测的部位能够承受风险的数据范围，将该范围叫做该需要监测的部位的基础信息阈值。
步骤S102，计算机将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上，直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息；具体地，计算机通过私钥签名的方式向其他全部计算机发送获取的需要监测的部位的监测部位数据信息，直到每台计算机获取其他全部计算机发送的监测部位数据信息，即使得每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息。
在上述实施例中，优选地，计算机A通过RSA或ECC(椭圆曲线)私钥签名的方式对将要发送到计算机B上的监测部位数据信息进行签名；计算机B接收到计算机A发送的数据消息后，通过计算机A的公钥对消息就行验证，若验证通过，则证明该数据消息的发送方为计算机A；通过该方式，计算机B可以验证其他全部计算机的身份信息，并获得其他全部计算机发送的监测部位数据信息，即此时计算机B中拥有大型转体桥梁全部需要监测的部位的监测部位数据信息。
步骤S103，计算机对每个监测部位数据信息进行分析，将分析结果发送到其他计算机上，直到每台计算机获取其他全部计算机的分析结果；具体地，计算机获取每个需要监测的部位的监测部位数据信息以后，分别对每个需要监测的部位的监测部位数据信息进行分析，分析监测部位数据信息的结果是否在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内。
在上述实施例中，具体地，对于多台传感器同时采集同一个需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息取多台传感器获取的监测部位数据信息的平均值；例如：传感器1、传感器2和传感器3同时采集大型转体桥梁距转体中心最高点到桥梁两端10米处的高度差分别是0.31米、0.32米和0.33米，则该部位最终的高度取三者的平均值，即0.32米。对于只有一台传感器采集的需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息为该传感器采集的数据。
在上述技术方案中，具体地，计算机对每个需要监测的部位最终的监测部位数据信息进行分析，分析最终的监测部位数据信息是否在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内；若最终的监测部位数据信息在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位不存在风险；若最终的监测部位数据信息不在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位存在风险。
步骤S104，通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识，确定需要监测的部位是否存在风险；具体地，计算机接收到其他全部计算机发送的对大型转体桥梁需要监测的部位的监测部位数据信息的分析结果，通过区块链共识算法对每个需要监测的部位的分析结果达成共识，达成对每个需要监测的部位是否存在风险的共识结果。
在上述实施例中，具体地，对于大型转体桥梁的同一个需要监测的部位，统计对所述需要监测的部位采集的监测部位数据信息的分析结果为不存在风险的计算机数量是否超过总计算机数量的2/3；若超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位不存在风险；若不超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位存在风险，通知技术人员和施工人员及时对施工进行调整，确保施工过程的安全。
步骤S105，大型转体桥梁的施工随着时间推移，需要监测的部位也相应有所变动；若共识结果为需要监测的部位不存在风险，则调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁的最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并通过计算机达成对每个需要监测的部位的分析结果的共识；若共识结果为需要监测的部位存在风险，则需要对施工进行及时的调整，并且调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并由计算机进行分析，保证对大型转体桥梁的施工现场监控的连续性。
具体地，随着时间的推移，根据大型转体桥梁的进程，确定大型转体桥梁最新的需要监测的部位，通过调整传感器镜头，不断采集大型转体桥梁对应进程的需要监测的部位的监测部位数据信息。
在上述实施例中，具体地，计算机通过大型转体桥梁的BIM三维模型，结合大型转体桥梁施工现场实际情况，分析并确定最新的需要监测的部位，并将所述最新的需要监测的部位的信息传递到传感器，由传感器采集所述最新的需要监测的部位的监测部位数据信息。
在上述实施例中，优选地，传感器将采集的最新的需要监测的部位的监测部位数据信息传递到计算机上，由计算机进行步骤S102到S104的方法对需要监测的部位是否存在风险达成共识。
在上述实施例中，优选地，随着时间推移，大型转体桥梁的进程更新，不断迭代上述步骤，获取最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并达成对需要监测的部位是否存在风险达成共识，稳定且连续的完成对大型转体桥梁整个施工过程的监控。
需要理解的是，上述实施例为本发明的一个或多个实施例，基于本发明还有很多其他实施例及其变形；本行业的普通技术人员在没有作出开拓性的创新的时候，通过本发明进行的变形和修改，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
首先，在大型转体桥梁的施工现场安装传感器；
在大型转体桥梁施工过程中，调整传感器的镜头，将镜头对准大型转体桥梁需要监测的部位，通过传感器采集每个需要监测的部位的监测部位数据信息，并将采集的每个监测部位数据信息传递到若干台计算机；
计算机将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上，直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息；
计算机对每个监测部位数据信息进行分析，将分析结果发送到其他计算机上，直到每台计算机获取其他全部计算机的分析结果；
通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识，确定需要监测的部位是否存在风险；
大型转体桥梁的施工随着进程和时间推移，需要监测的部位也相应有所变动；若共识结果为需要监测的部位不存在风险，则调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁的最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并通过计算机达成对每个需要监测的部位的分析结果的共识；若共识结果为需要监测的部位存在风险，则需要对施工进行及时的调整，并且调整传感器的镜头，继续采集大型转体桥梁最新的需要监测的部位的监测部位数据信息，并由计算机进行分析，保证对大型转体桥梁的施工现场监控的连续性。
2.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述在大型转体桥梁的施工现场安装传感器包括：在大型转体桥梁的施工现场周围安装传感器，通过安装的传感器能够获得大型转体桥梁施工过程中的360°无死角监测部位数据信息。
3.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述大型转体桥梁需要监测的部位包括：根据大型转体桥梁的三维结构和结构力学，判断在大型转体桥梁施工过程中容易发生工程故障的部位，将所述容易发生工程故障的部位叫做需要监测的部位。
4.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述并将采集的每个监测部位数据信息传递到若干台计算机包括：所述计算机数量多于100台，所述计算机上还保存有大型转体桥梁每个需要监测的部位的基础信息阈值；所述基础信息阈值为每个需要监测的部位的是否存在安全风险的界限；当需要监测的部位的数据信息超过基础信息阈值时，则所述需要监测的部位存在安全风险。
5.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述计算机将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上包括：不同计算机之间通过P2P网络相连接，每台计算机通过P2P网络将获取的监测部位数据信息传递到其他计算机上。
6.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述直到每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息包括：通过私钥签名的方式，计算机向其他全部计算机发送获取的需要监测的部位的监测部位数据信息，直到每台计算机获取其他全部计算机发送的监测部位数据信息，即使得每台计算机都获取大型转体桥梁的全部需要监测的部位的监测部位数据信息。
7.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述计算机对每个监测部位数据信息进行分析包括：对于多台传感器同时采集同一个需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息取多台监测设备获取的监测部位数据信息的平均值；对于只有一台传感器采集的需要监测的部位并获取的监测部位数据信息，则最终的监测部位数据信息为该传感器采集的数据。
8.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述计算机对每个监测部位数据信息进行分析还包括：计算机对每个需要监测的部位最终的监测部位数据信息进行分析，分析最终的监测部位数据信息是否在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内；若最终的监测部位数据信息在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位不存在风险；若最终的监测部位数据信息不在对应的需要监测的部位的基础信息阈值内，则认为所述需要监测的部位存在风险。
9.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述通过区块链共识算法对大型转体桥梁每个需要监测的部位的分析结果达成共识包括：对于大型转体桥梁的同一个需要监测的部位，统计对所述需要监测的部位采集的监测部位数据信息的分析结果为不存在风险的计算机数量是否超过总计算机数量的2/3；若超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位不存在风险；若不超过，则认为整个计算机系统的共识结果判定所述需要监测的部位存在风险，通知技术人员和施工人员及时对施工进行调整，确保施工过程的安全。
10.根据权利要求1所述的一种大型转体桥梁的施工监控方法，其特征在于，所述大型转体桥梁的施工随着进程和时间推移，需要监测的部位也相应有所变动包括：在大型转体桥梁施工过程中，随着施工进程的推移，大型转体桥梁需要监控的部位也有所变化；计算机通过大型转体桥梁的BIM三维模型，结合大型转体桥梁施工现场实际情况，分析并确定最新的需要监测的部位，并将所述最新的需要监测的部位的信息传递到传感器，由传感器采集所述最新的需要监测的部位的监测部位数据信息。
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