CN116721530B - 一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统，涉及施工监测安全预警技术领域，解决了现有技术中，不能够在施工过程中实时判断轨道桥梁的结构是否正常，从而无法保证轨道桥梁施工安全的技术问题，在轨道桥梁结构施工场景下，轨道桥梁进行施工前通过施工前安全监测模块将实时施工环境进行监测，提高了轨道桥梁施工环境质量，并在完成施工环境监测后通过结构施工安全监测模块对实时施工进行监测，实时施工过程中施工安全评估模块对当前轨道桥梁进行施工安全评估，并根据施工安全评估模块推断是否继续施工；判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常，从而避免施工对轨道桥梁自身结构带来的影响。

Description

一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统

技术领域

本发明涉及施工监测安全预警技术领域，具体为一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统。

背景技术

目前已经建成的城市高架轨道交通项目已经占到城市轨道交通线路总长度约40%。城市轨道交通进入快速发展阶段。城市轨道桥梁设计依照其流程主要包括以下方面：线位比选、工法选择、梁型比选、墩柱造型、基础选型、桥梁景观、工程筹划等。

但是在现有技术中，轨道桥梁在施工过程中不能够将施工区域内环境安全进行监测，以至于无法严格保证施工环境满足施工条件，此外，不能够在施工过程中实时判断轨道桥梁的结构是否正常，从而无法保证轨道桥梁施工安全。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统，包括施工前安全监测模块、结构施工安全监测模块以及施工安全评估模块；

施工前安全监测模块对待施工区域进行安全监测，将待施工区域进行环境安全监测，通过环境安全监测对待施工区域是否可以施工进行判定，在预设施工周期正常执行且待施工区域环境监测合格后，结构施工安全监测模块对施工区域进行结构使用安全监测，通过结构施工安全监测模块对施工区域进行实时结构施工监测，判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常；在动力响应测试正常后，施工安全评估模块对施工过程中轨道桥梁进行安全评估，在施工过程中实时进行结构安全评估。

作为本发明的一种优选实施方式，施工前安全监测模块的运行过程如下：

将待施工区域的预设施工周期进行获取，并将预测施工周期的始时间点作为施工时刻点，根据当前系统时刻与施工时刻点进行比较获取到缓冲时间段，在缓冲时间段内将待施工区域内施工轨迹进行确定，并将施工轨迹中轨道桥梁的设备进行断电处理，同时在设备断电指令执行后根据实时施工轨迹的距离进行预计断电需时段，将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段进行获取，在获取到偏差时段后，根据当前缓冲时间段内的待施工区域对应设备温度降低速度，获取到在偏差时段内待施工区域对应设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值。

作为本发明的一种优选实施方式，在完成获取后将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段与设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值分别与偏差时段时长阈值和温度差值阈值进行分析，若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段超过偏差时段时长阈值，或者设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测异常，并将对应待施工区域进行环境管控同时将预设施工周期进行推迟；

若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段未超过偏差时段时长阈值，且设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值未超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测正常，并将对应待施工区域按照预设施工周期进行执行。

作为本发明的一种优选实施方式，结构施工安全监测模块的运行过程如下：

在施工区域施工过程中，对轨道桥梁结构进行施工监测，将轨道桥梁结构划分为框架结构和部件结构，框架结构表示为轨道桥梁结构内筑造的结构，部件结构表示为轨道桥梁结构内安装的结构；施工区域内框架结构和部件结构同时进行动力响应测试；

根据施工区域内施工时轨道桥梁结构内受力点作为动力施加点，将施工区域内每两个相邻动力施加点间隔区域设定为响应测试区域，采集到响应测试区域内动力施加点受力后框架结构所对应区域的振动频率，若框架结构对应区域振动频率超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试不通过，将对应施工区域进行停工整顿；若框架结构对应区域振动频率未超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试通过。

作为本发明的一种优选实施方式，随后将对应响应测试区域的两个动力施加点进行水平连线轨迹获取，并在水平连线轨迹上任意间隔距离设定若干个测量点，在响应测试区域对应动力施加点受力时对设定测量点进行监测，采集到水平连线轨迹中心位置处最近间隔的测量点对应振动频率差值，并对当前响应测试区域内多个施工受力过程进行监测，在动力施加点受力偏差未超过受力偏差阈值前提下，若相邻施工受力过程振动频率差值逐渐增加，且振动频率差值的相邻涨幅超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试异常，并将对应框架结构所属施工区域进行整顿；若相邻施工受力过程振动频率差值往复浮动，且振动频率差值的相邻涨幅未超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试正常。

作为本发明的一种优选实施方式，在框架结构对应施工区域动力响应测试完成后进行部件结构监测，将响应测试区域内部件结构进行监测，获取到响应测试区域内框架结构对应连接的部件结构，将框架结构设定为部件结构的主动传动面，在主动传动面振动产生后，采集到主动传动面与部件结构对应振动延迟时长以及主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长，并将其进行分析。

作为本发明的一种优选实施方式，若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试异常，将对应主动传动与部件结构的连接进行整顿同时将部件结构进行维护；若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值均未超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试正常，将施工区域内进行实时安全评估。

作为本发明的一种优选实施方式，施工安全评估模块的运行过程如下：

采集到施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长以及轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度，并将其分别与偏差时长阈值和风力增加跨度阈值进行比较：

若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长超过偏差时长阈值，或者轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估异常，将对应施工区域内施工进行管控；反之，若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长未超过偏差时长阈值，且轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度未超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估正常。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，轨道桥梁进行施工前通过施工前安全监测模块将实时施工环境进行监测，提高了轨道桥梁施工环境质量，并在完成施工环境监测后通过结构施工安全监测模块对实时施工进行监测，实时施工过程中施工安全评估模块对当前轨道桥梁进行施工安全评估，并根据施工安全评估模块推断是否继续施工。

2、本发明中，将待施工区域进行环境安全监测，通过环境安全监测对待施工区域是否可以施工进行判定，确保待施工区域的施工环境满足施工条件，以至于施工工人的安全性能得到满足；同时能够保证待施工区域内设备的磨损程度降至最低；判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常，从而避免施工对轨道桥梁自身结构带来的影响，容易引起轨道桥梁不必要的磨损，若轨道桥梁磨损过大便增加了施工安全隐患；在施工过程中实时进行结构安全评估，提高了轨道桥梁结构的实时监管力度。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统的原理框图；

图2为本发明中结构施工安全监测模块的原理流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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作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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统，包括施工前安全监测模块、结构施工安全监测模块以及施工安全评估模块，在轨道桥梁结构施工场景下，轨道桥梁进行施工前通过施工前安全监测模块将实时施工环境进行监测，提高了轨道桥梁施工环境质量，并在完成施工环境监测后通过结构施工安全监测模块对实时施工进行监测，实时施工过程中施工安全评估模块对当前轨道桥梁进行施工安全评估，并根据施工安全评估模块推断是否继续施工；

实施例1

对轨道桥梁结构实时施工区域进行划分，将划分出的施工区域设定为待施工区域，施工前安全监测模块对待施工区域进行安全监测，将待施工区域进行环境安全监测，通过环境安全监测对待施工区域是否可以施工进行判定，确保待施工区域的施工环境满足施工条件，以至于施工工人的安全性能得到满足；同时能够保证待施工区域内设备的磨损程度降至最低；

将待施工区域的预设施工周期进行获取，并将预测施工周期的始时间点作为施工时刻点，根据当前系统时刻与施工时刻点进行比较获取到缓冲时间段，在缓冲时间段内将待施工区域内施工轨迹进行确定，并将施工轨迹中轨道桥梁的设备进行断电处理，同时在设备断电指令执行后根据实时施工轨迹的距离进行预计断电需时段，将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段进行获取，在获取到偏差时段后，根据当前缓冲时间段内的待施工区域对应设备温度降低速度，获取到在偏差时段内待施工区域对应设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值；在完成获取后将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段与设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值分别与偏差时段时长阈值和温度差值阈值进行分析，若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段超过偏差时段时长阈值，或者设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测异常，并将对应待施工区域进行环境管控同时将预设施工周期进行推迟；若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段未超过偏差时段时长阈值，且设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值未超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测正常，并将对应待施工区域按照预设施工周期进行执行；

在预设施工周期正常执行且待施工区域环境监测合格后，结构施工安全监测模块对施工区域进行结构使用安全监测；请参阅图2所示，通过结构施工安全监测模块对施工区域进行实时结构施工监测，判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常，从而避免施工对轨道桥梁自身结构带来的影响，容易引起轨道桥梁不必要的磨损，若轨道桥梁磨损过大便增加了施工安全隐患；

在施工区域施工过程中，对轨道桥梁结构进行施工监测，将轨道桥梁结构划分为框架结构和部件结构，可理解的是，框架结构表示为轨道桥梁结构内筑造的结构，如水泥柱等结构，部件结构表示为轨道桥梁结构内安装的结构，如支架等结构；施工区域内框架结构和部件结构同时进行动力响应测试；

根据施工区域内施工时轨道桥梁结构内受力点作为动力施加点，将施工区域内每两个相邻动力施加点间隔区域设定为响应测试区域，采集到响应测试区域内动力施加点受力后框架结构所对应区域的振动频率，若框架结构对应区域振动频率超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试不通过，将对应施工区域进行停工整顿；若框架结构对应区域振动频率未超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试通过；随后将对应响应测试区域的两个动力施加点进行水平连线轨迹获取，并在水平连线轨迹上任意间隔距离设定若干个测量点，在响应测试区域对应动力施加点受力时对设定测量点进行监测，采集到水平连线轨迹中心位置处最近间隔的测量点对应振动频率差值，并对当前响应测试区域内多个施工受力过程进行监测，在动力施加点受力偏差未超过受力偏差阈值前提下，若相邻施工受力过程振动频率差值逐渐增加，且振动频率差值的相邻涨幅超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试异常，并将对应框架结构所属施工区域进行整顿；若相邻施工受力过程振动频率差值往复浮动，且振动频率差值的相邻涨幅未超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试正常；

在框架结构对应施工区域动力响应测试完成后进行部件结构监测，将响应测试区域内部件结构进行监测，获取到响应测试区域内框架结构对应连接的部件结构，将框架结构设定为部件结构的主动传动面，在主动传动面振动产生后，采集到主动传动面与部件结构对应振动延迟时长以及主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长，并将主动传动面与部件结构对应振动延迟时长以及主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长进行分析：若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试异常，将对应主动传动与部件结构的连接进行整顿同时将部件结构进行维护；

若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值均未超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试正常，将施工区域内进行实时安全评估；

实施例2

在施工区域实时施工过程中，施工安全评估模块对施工过程中轨道桥梁进行安全评估，在施工过程中实时进行结构安全评估，提高了轨道桥梁结构的实时监管力度；采集到施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长以及轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度，并将施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长以及轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度分别与偏差时长阈值和风力增加跨度阈值进行比较：

若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长超过偏差时长阈值，或者轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估异常，将对应施工区域内施工进行管控；反之，若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长未超过偏差时长阈值，且轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度未超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估正常。

本发明在使用时，施工前安全监测模块对待施工区域进行安全监测，将待施工区域进行环境安全监测，通过环境安全监测对待施工区域是否可以施工进行判定，在预设施工周期正常执行且待施工区域环境监测合格后，结构施工安全监测模块对施工区域进行结构使用安全监测，通过结构施工安全监测模块对施工区域进行实时结构施工监测，判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常；在动力响应测试正常后，施工安全评估模块对施工过程中轨道桥梁进行安全评估，在施工过程中实时进行结构安全评估。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种适用于轨道桥梁结构施工监测的安全预警分析系统，其特征在于，包括施工前安全监测模块、结构施工安全监测模块以及施工安全评估模块；

施工前安全监测模块对待施工区域进行安全监测，将待施工区域进行环境安全监测，通过环境安全监测对待施工区域是否施工进行判定，在预设施工周期正常执行且待施工区域环境监测合格后，结构施工安全监测模块对施工区域进行结构使用安全监测，通过结构施工安全监测模块对施工区域进行实时结构施工监测，判断施工过程中轨道桥梁结构是否正常；在动力响应测试正常后，施工安全评估模块对施工过程中轨道桥梁进行安全评估，在施工过程中实时进行结构安全评估；

施工前安全监测模块的运行过程如下：

将待施工区域的预设施工周期进行获取，并将预测施工周期的始时间点作为施工时刻点，根据当前系统时刻与施工时刻点进行比较获取到缓冲时间段，在缓冲时间段内将待施工区域内施工轨迹进行确定，并将施工轨迹轨道桥梁进行设备断电，同时在设备断电指令执行后根据实时施工轨迹的距离进行预计断电需时段，将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段进行获取，在获取到偏差时段后，根据当前缓冲时间段内的待施工区域对应设备温度降低速度，获取到在偏差时段内待施工区域对应设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值；

在完成获取后将预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段与设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值分别与偏差时段时长阈值和温度差值阈值进行分析，若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段超过偏差时段时长阈值，或者设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测异常，并将对应待施工区域进行环境管控同时将预设施工周期进行推迟；

若预计断电需时段与缓冲时间段的偏差时段未超过偏差时段时长阈值，且设备预设温度值与可施工温度阈值的温度差值未超过温度差值阈值，则判定施工前环境安全监测正常，并将对应待施工区域按照预设施工周期进行执行；

结构施工安全监测模块的运行过程如下：

在施工区域施工过程中，对轨道桥梁结构进行施工监测，将轨道桥梁结构划分为框架结构和部件结构，框架结构表示为轨道桥梁结构内筑造的结构，部件结构表示为轨道桥梁结构内安装的结构；施工区域内框架结构和部件结构同时进行动力响应测试；

根据施工区域内施工时轨道桥梁结构内受力点作为动力施加点，将施工区域内每两个相邻动力施加点间隔区域设定为响应测试区域，采集到响应测试区域内动力施加点受力后框架结构所对应区域的振动频率，若框架结构对应区域振动频率超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试不通过，将对应施工区域进行施工整顿；若框架结构对应区域振动频率未超过振动频率阈值，则框架结构的动力响应测试通过；

随后将对应响应测试区域的两个动力施加点进行水平连线轨迹获取，并在水平连线轨迹上任意间隔距离设定若干个测量点，在响应测试区域对应动力施加点受力时对设定测量点进行监测，采集到水平连线轨迹中心位置处最近间隔的测量点对应振动频率差值，并对当前响应测试区域内多个施工受力过程进行监测，在动力施加点受力偏差未超过受力偏差阈值前提下，若相邻施工受力过程振动频率差值逐渐增加，且振动频率差值的相邻涨幅超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试异常，并将对应框架结构所属施工区域进行整顿；若相邻施工受力过程振动频率差值往复浮动，且振动频率差值的相邻涨幅未超过设定涨幅阈值，则判定框架结构的动力响应测试正常；

在框架结构对应施工区域动力响应测试完成后进行部件结构监测，将响应测试区域内部件结构进行监测，获取到响应测试区域内框架结构对应连接的部件结构，将框架结构设定为部件结构的主动传动面，在主动传动面振动产生后，采集到主动传动面与部件结构对应振动延迟时长以及主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长，并将其进行分析；

若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试异常，将对应主动传动与部件结构的连接进行整顿同时将部件结构进行维护；若主动传动面不同振动周期内，主动传动面与部件结构对应振动延迟时长涨幅或者主动传动面停止振动后部件结构振动停止的消耗时长涨幅任一数值均为超过对应时长涨幅阈值，则判定部件结构的动力响应测试正常，将施工区域内进行实时安全评估；

施工安全评估模块的运行过程如下：

采集到施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长以及轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度，并将其分别与偏差时长阈值和风力增加跨度阈值进行比较：

若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长超过偏差时长阈值，或者轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估异常，将对应施工区域内施工进行管控；反之，若施工过程中轨道桥梁工人接收施工指令的偏差时长未超过偏差时长阈值，且轨道桥梁工人执行施工指令时环境风力值的增加跨度未超过风力增加跨度阈值，则判定施工安全评估正常。