CN117314397B - 基于桥梁搭建下的安全巡检方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通安全检测技术领域，一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法、电子设备及存储介质，包括：接收桥梁的安全巡检指令，启动桥梁监测设备，利用数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，采集成功后继续利用网络传输系统对现场实时数据执行备份，分析现场实时数据得到桥梁风险因素，并根据桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，建立得到等级评测体系，根据等级评测体系获得的安全风险等级采取控制风险策略，进一步重新评估桥梁运行的安全风险等级，并根据测评结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。本发明能够及时发现桥梁安全问题，提高桥梁运行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁安全检测技术领域，尤其涉及一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
桥梁作为一种重要的交通枢纽，其安全运营关系着国家的经济建设发展但是随着桥梁服役时间的增加，必然受到材料旧化、环境侵蚀、荷载增加及养护不当等多重长期因素的影响，因此桥梁不可避免地出现各种结构损伤，造成桥梁的承载力与耐久性出现不同程度的降低，从而影响运营的安全性。因此，对桥梁的安全状况进行评测并做出正确决策对桥梁的安全性起着至关重要的作用。
传统的桥梁安全评估主要依靠结构人工的常规检测和表观损伤调查，往往是由专家进行打分完成对桥梁的安全性评估，但这种评测方式的人为主观性较强，因此评测结果不够准确，且花费时间久。目前随着技术的发展，许多重要的桥梁已安装桥梁安全监测系统，但现场采集到的数据来源较为单一，缺少多源因素的融合分析，其准确性仍待改进。
发明内容
本发明提供一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法、计算机可读存储介质，其主要目的在于通过构建桥梁安全风险等级的评测方法及时发现桥梁安全问题，提高桥梁运行的安全性。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法，包括：
接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统；
确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略；
根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
可选地，所述利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统，包括：
启动所述数据采集系统，其中，数据采集系统由普通测量模块、负载测试模块及结构监测模块组成，且结构监测模块内嵌有传感器装置；
利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数；
利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率；
根据所述桥梁振动频率，设定传感器装置的信号采样频率；
根据所述信号采样频率对传感器装置执行设定，并打开传感器装置的开关，利用所述结构监测模块测定桥梁荷载参数；
利用所述数据采集系统自动收集桥梁结构参数与桥梁荷载参数，并在收集成功后发送至所述网络传输系统。
可选地，所述利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数，包括：
利用所述普通测量模块确定测量基准点，根据所述测量基准点设定测量参数集，其中，测量参数集由测量模式、测量单位和测量坐标组成；
当设定成功后，根据所述测量参数集选定测量目标点，并对所述测量目标点执行闭环测量得到桥梁结构参数。
可选地，所述利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率，包括：
确定所述负载测试模块，其中，负载测试模块由振动识别器、信号调理器、信号采集仪和振动分析仪组成；
设定桥梁的振动测量点，并利用脉冲锤击法对桥梁施加锤击力，生成所述振动测量点的振动信号；
利用所述振动识别器拾取振动信号，在拾取成功后将所述振动信号转换为模拟信号；
通过所述信号调理器对模拟信号执行信号放大，并将放大后的模拟信号传输到所述信号采集仪器；
利用所述信号采集仪对放大后的模拟信号进行信号数据采集，在采集成功后通过预先安装的模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号；
通过所述振动分析仪对数字信号执行傅里叶变换，完成对数字信号的频域分析，得到桥梁振动频率。
可选地，所述利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，包括：
确定所述网络传输系统，其中，网络传输系统均匀地分布着个网络传输节点；
接收所述现场实时数据，并利用所述网络传输节点按时间顺序对现场实时数据进行线性拟合压缩；
当压缩成功后，设定期望可用概率，并根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，其中，期望可用概率表示能够满足用户所需现场实时数据的可用概率；
根据所述数据备份数量设定每次进行数据备份的节点传输跳数，并利用所述节点传输跳数对现场实时数据执行备份。
可选地，所述根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，包括：
利用下式计算得到网络传输节点每次的数据备份数量：
；
其中，表示网络传输节点每次的数据备份数量，/>表示期望可用概率，/>表示节点故障概率。
可选地，所述确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，包括：
根据桥梁结构形式确定桥梁运行工况，其中，桥梁运行工况表示在不同气候环境下的桥梁运行状况；
结合所述桥梁运行工况及桥梁风险因素，构建得到多维数据集合为，其中，/>表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据， />表示桥梁运行工况的种类，/>表示桥梁风险因素的个数；
根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵；
利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重；
根据所述风险指标权重，利用所述风险评测系统构建得到等级评测体系，其中，等级评测体系是根据风险指标权重对桥梁的安全系数进行总体打分，并根据打分划分桥梁所属安全风险等级。
可选地，所述根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的信息熵：
；
其中， 表示第个/>桥梁风险因素的信息熵， />表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据。
可选地，利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重：
；
其中， 表示第/>个桥梁风险因素的风险指标权重，/> 表示第/>个桥梁风险因素的信息熵。
为实现上述目的，本发明还提供一种基于桥梁搭建下的安全巡检装置，包括：
巡检指令接收模块，用于接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
数据实时采集模块，用于利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
评测体系构建模块，用于利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统，确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
控制策略应对模块，用于根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略，根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
本发明实施例为解决背景技术问题，先接收桥梁的安全巡检指令，根据安全巡检指令启动桥梁监测设备，并利用数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将现场实时数据发送至网络传输系统；进一步地，利用网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析现场实时数据得到桥梁风险因素，将桥梁风险因素发送至风险评测系统，需解释的是，对现场实时数据执行备份能够帮助桥梁工程的管理人员随时随地访问数据，达到及时发现和解决问题的目的，且现场实时数据的数量过于庞大，对数据进行及时传输处理不容易导致数据采集系统的崩溃；进一步地，确定桥梁结构形式，根据桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，根据等级评测体系获得的安全风险等级，利用策略应对系统采取控制风险策略，可见本发明实施例是提出基于多种桥梁风险因素及风险指标权重融合的多指标桥梁安全评估方法，因为由于桥梁的安全风险等级评估受环境侵蚀、材料旧化、交替荷载等多源复杂因素的影响，如果只采用单一因素评价桥梁的安全风险等级容易误判；最后根据控制结果，利用风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，可解释的是，采取控制风险策略后重新评估桥梁运行的安全风险等级，如果存在剩余风险是不可接受的，则继续采取风险缓解措施直至重新评估结果达到预设等级，即存在剩余风险是可接受的，重新评测桥梁的安全等级能够极大保障桥梁的安全运行，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法，因此本发明提出的基于桥梁搭建下的安全巡检方法、电子设备及计算机可读存储介质，其目的是通过构建桥梁安全风险等级的评测方法及时发现桥梁安全问题，提高桥梁运行的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于桥梁搭建下的安全巡检方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的基于桥梁搭建下的安全巡检装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述基于桥梁搭建下的安全巡检方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本申请实施例提供一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法。所述基于桥梁搭建下的安全巡检方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于桥梁搭建下的安全巡检方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于桥梁搭建下的安全巡检方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于桥梁搭建下的安全巡检方法包括：
S1、接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级。
可解释的是，安全巡检指令的发起者一般为桥梁的工程管理人员。示例性的，小张为某桥梁的工程管理人员，由于桥梁在长期服役过程中会发生桥梁结构损伤，为了实现对桥梁结构的安全监测，小张计划检测桥梁的多种参数如结构参数、荷载参数等是否会对桥梁安全运营造成潜在严重风险，因此先发起桥梁的安全巡检指令。
重点地，本发明实施例实现基于桥梁搭建的安全巡检过程依赖于桥梁监测设备，桥梁监测设备由多个系统集成得到，其中核心单元包括数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统及策略应对系统。
需强调的是，数据采集系统的主要作用在于采集桥梁的现场实时数据，然后网络传输系统一方面及时备份桥梁的现场实时数据，另一方面分析现场实时数据得到影响桥梁安全的多个因素，进一步地，风险评测系统基于影响桥梁安全的多个因素建立桥梁存在安全风险的等级评测体系，策略应对系统根据等级评测结果生成控制风险策略，并对桥梁进行采取控制风险策略，得到控制结果。更重点地，在对桥梁采取策略以后，本发明实施例还会根据控制结果再次评测桥梁的安全风险等级，并调整应对策略，直至评测得到的桥梁安全风险等级达到预期管理目标。
S2、利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统。
可理解的是，桥梁的现场实时数据包括采集过程中的桥梁结构参数与桥梁荷载参数，其中桥梁结构参数描述桥梁各个组成部分的状态，如净跨度、跨径比、净高度、桥面宽度、桥面坡度及桥墩间距等，桥梁荷载参数描述施加在桥梁结构上的作用分布力，通过对桥梁荷载参数分析能够辨认桥梁结构是否存在荷载过大的安全风险。
详细地，所述利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统，包括：
启动所述数据采集系统，其中，数据采集系统由普通测量模块、负载测试模块及结构监测模块组成，且结构监测模块内嵌有传感器装置；
利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数；
利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率；
根据所述桥梁振动频率，设定传感器装置的信号采样频率；
根据所述信号采样频率对传感器装置执行设定，并打开传感器装置的开关，利用所述结构监测模块测定桥梁荷载参数；
利用所述数据采集系统自动收集桥梁结构参数与桥梁荷载参数，并在收集成功后发送至所述网络传输系统。
进一步地，所述利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数，包括：
利用所述普通测量模块确定测量基准点，根据所述测量基准点设定测量参数集，其中，测量参数集由测量模式、测量单位和测量坐标组成；
当设定成功后，根据所述测量参数集选定测量目标点，并对所述测量目标点执行闭环测量得到桥梁结构参数。
需解释的是，在采集桥梁结构参数之前需要设定测量基准点以确保测量过程的准确性和一致性，另外对测量目标点执行闭环测量可以及时检测和发现测量误差，提高测量的精准度。
进一步地，所述利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率，包括：
确定所述负载测试模块，其中，负载测试模块由振动识别器、信号调理器、信号采集仪和振动分析仪组成；
设定桥梁的振动测量点，并利用脉冲锤击法对桥梁施加锤击力，生成所述振动测量点的振动信号；
利用所述振动识别器拾取振动信号，在拾取成功后将所述振动信号转换为模拟信号；
通过所述信号调理器对模拟信号执行信号放大，并将放大后的模拟信号传输到所述信号采集仪器；
利用所述信号采集仪对放大后的模拟信号进行信号数据采集，在采集成功后通过预先安装的模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号；
通过所述振动分析仪对数字信号执行傅里叶变换，完成对数字信号的频域分析，得到桥梁振动频率。
可解释的是，由于振动这类现实世界的信号需要经过精确的信号调理和信号转换，才能在数字域中进行进一步数据处理，因此在执行动态载荷测试过程中，首先将振动信号转换为模拟信号的作用是匹配信号调理器能够执行信号放大的信号类型，但模拟信号不能用于计算机处理数据，同时信号调理器的作用是通过放大信号以此保证采集到的信号准确可靠，最后将放大后的模拟信号转换为数字信号以便后续数据分析及处理。
S3、利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统。
需解释的是，对现场实时数据执行备份能够帮助桥梁工程的管理人员随时随地访问数据，达到及时发现和解决问题的目的。另外，由于现场实时数据的数量过于庞大，若不对现场实时数据进行及时传输处理，容易导致数据采集系统的崩溃。
详细地，所述利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，包括：
确定所述网络传输系统，其中，网络传输系统均匀地分布着个网络传输节点；
接收所述现场实时数据，并利用所述网络传输节点按时间顺序对现场实时数据进行线性拟合压缩；
当压缩成功后，设定期望可用概率，并根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，其中，期望可用概率表示能够满足用户所需现场实时数据的可用概率；
根据所述数据备份数量设定每次进行数据备份的节点传输跳数，并利用所述节点传输跳数对现场实时数据执行备份。
可理解的是，对于收集得到的现场实时数据，需要采取合适的算法及时压缩处理，还需要制定合理的数据备份策略，如设定网络传输节点每次合理的数据备份数量及节点传输跳数，使传输机制具有更低的传输能耗，否则数据传输能耗过大，导致计算机系统瘫痪。
进一步地，所述根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，包括：
利用下式计算得到网络传输节点每次的数据备份数量：
；
其中，表示网络传输节点每次的数据备份数量，/>表示期望可用概率，/>表示节点故障概率。
进一步地，所述根据所述数据备份数量设定每次进行数据备份的节点传输跳数，并利用所述节点传输跳数对现场实时数据执行备份，包括：
利用下式计算得到每次进行数据备份的节点传输跳数：
；
其中， 表示每次进行数据备份的节点传输跳数， />表示预设的数据传输能耗， H表示接收与发送1bit数据的平均传输能耗，/> 表示网络传输节点每次的数据备份数量。
S4、确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级。
需解释的是，由于桥梁的安全风险等级评估受环境侵蚀、材料旧化、交替荷载等多源复杂因素的影响，如果只采用单一因素评价桥梁的安全风险等级容易误判，因此本发明实施例提出基于多种桥梁风险因素及风险指标权重融合的多指标桥梁安全评估方法。
详细地，所述确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，包括：
根据桥梁结构形式确定桥梁运行工况，其中，桥梁运行工况表示在不同气候环境下的桥梁运行状况；
结合所述桥梁运行工况及桥梁风险因素，构建得到多维数据集合为，其中，/>表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据， />表示桥梁运行工况的种类，/>表示桥梁风险因素的个数；
根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵；
利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重；
根据所述风险指标权重，利用所述风险评测系统构建得到等级评测体系，其中，等级评测体系是根据风险指标权重对桥梁的安全系数进行总体打分，并根据打分划分桥梁所属安全风险等级。
可解释的是，桥梁风险因素包括桥梁变形程度、桥梁环境评价、桥梁荷载情况及桥梁构件状态等多重因素，以及构建等级评测体系的具体过程为：首先组织多位桥梁专家，根据桥梁的现场实时数据对各项桥梁风险因素进行安全性打分（0~100分），然后将每项桥梁风险因素的安全性得分与对应的风险指标权重相乘后汇总相加，最后得到等级评测分数。另外，可根据实际桥梁运行将等级评测分数划分为五个实数区间，区间从低到高对应的桥梁所属安全风险等级依次分为高风险、中高风险、中等风险、中低风险和低风险。
进一步地，根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的信息熵：
；
其中， 表示第个/>桥梁风险因素的信息熵， />表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据。
进一步地，利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重：
；
其中， 表示第/>个桥梁风险因素的风险指标权重，/> 表示第/>个桥梁风险因素的信息熵。
S5、根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略。
可解释的是，在获取桥梁的安全风险等级后，策略应对系统能够采取相应的性能化风险缓解措施，包括调整扣件等小修措施、调整轨道板等中修措施、起顶桥梁支座等大修措施等。
S6、根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
可理解的是，采取控制风险策略后重新评估桥梁运行的安全风险等级，如果重新评估结果表示存在剩余风险是可接受的，则完成对桥梁的安全巡检；如果存在剩余风险是不可接受的，则继续采取风险缓解措施直至重新评估结果达到预设等级，即存在剩余风险是可接受的。
本发明实施例为解决背景技术问题，先接收桥梁的安全巡检指令，根据安全巡检指令启动桥梁监测设备，并利用数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将现场实时数据发送至网络传输系统；进一步地，利用网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析现场实时数据得到桥梁风险因素，将桥梁风险因素发送至风险评测系统，需解释的是，对现场实时数据执行备份能够帮助桥梁工程的管理人员随时随地访问数据，达到及时发现和解决问题的目的，且现场实时数据的数量过于庞大，对数据进行及时传输处理不容易导致数据采集系统的崩溃；进一步地，确定桥梁结构形式，根据桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，根据等级评测体系获得的安全风险等级，利用策略应对系统采取控制风险策略，可见本发明实施例是提出基于多种桥梁风险因素及风险指标权重融合的多指标桥梁安全评估方法，因为由于桥梁的安全风险等级评估受环境侵蚀、材料旧化、交替荷载等多源复杂因素的影响，如果只采用单一因素评价桥梁的安全风险等级容易误判；最后根据控制结果，利用风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，可解释的是，采取控制风险策略后重新评估桥梁运行的安全风险等级，如果存在剩余风险是不可接受的，则继续采取风险缓解措施直至重新评估结果达到预设等级，即存在剩余风险是可接受的，重新评测桥梁的安全等级能够极大保障桥梁的安全运行，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法，因此本发明提出的基于桥梁搭建下的安全巡检方法、电子设备及计算机可读存储介质，其目的是通过构建桥梁安全风险等级的评测方法及时发现桥梁安全问题，提高桥梁运行的安全性。
如图2所示，是本发明一实施例提供的基于桥梁搭建下的安全巡检装置的功能模块图。
本发明所述基于桥梁搭建下的安全巡检装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于桥梁搭建下的安全巡检装置100可以包括巡检指令接收模块101、数据实时采集模块102、评测体系构建模块103及控制策略应对模块104。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述巡检指令接收模块101，用于接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
所述数据实时采集模块102，用于利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
所述评测体系构建模块103，用于利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统，确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
所述控制策略应对模块104，用于根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略，根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
详细地，本发明实施例中所述基于桥梁搭建下的安全巡检装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于区块链的产品供应链管理方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现基于桥梁搭建下的安全巡检方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线12，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于桥梁搭建下的安全巡检方法程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于桥梁搭建下的安全巡检方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如基于桥梁搭建下的安全巡检方法程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线12可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线12可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线12被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于桥梁搭建下的安全巡检方法程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统；
确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略；
根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统；
确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略；
根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述方法包括：
接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统；
确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略；
根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法；
所述利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统，包括：
启动所述数据采集系统，其中，数据采集系统由普通测量模块、负载测试模块及结构监测模块组成，且结构监测模块内嵌有传感器装置；
利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数；
利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率；
根据所述桥梁振动频率，设定传感器装置的信号采样频率；
根据所述信号采样频率对传感器装置执行设定，并打开传感器装置的开关，利用所述结构监测模块测定桥梁荷载参数；
利用所述数据采集系统自动收集桥梁结构参数与桥梁荷载参数，并在收集成功后发送至所述网络传输系统；
所述确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，包括：
根据桥梁结构形式确定桥梁运行工况，其中，桥梁运行工况表示在不同气候环境下的桥梁运行状况；
结合所述桥梁运行工况及桥梁风险因素，构建得到多维数据集合为，其中，/>表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据， />表示桥梁运行工况的种类，/>表示桥梁风险因素的个数；
根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵；
利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重；
根据所述风险指标权重，利用所述风险评测系统构建得到等级评测体系，其中，等级评测体系是根据风险指标权重对桥梁的安全系数进行总体打分，并根据打分划分桥梁所属安全风险等级。
2.如权利要求1所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数，包括：
利用所述普通测量模块确定测量基准点，根据所述测量基准点设定测量参数集，其中，测量参数集由测量模式、测量单位和测量坐标组成；
当设定成功后，根据所述测量参数集选定测量目标点，并对所述测量目标点执行闭环测量得到桥梁结构参数。
3.如权利要求1所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率，包括：
确定所述负载测试模块，其中，负载测试模块由振动识别器、信号调理器、信号采集仪和振动分析仪组成；
设定桥梁的振动测量点，并利用脉冲锤击法对桥梁施加锤击力，生成所述振动测量点的振动信号；
利用所述振动识别器拾取振动信号，在拾取成功后将所述振动信号转换为模拟信号；
通过所述信号调理器对模拟信号执行信号放大，并将放大后的模拟信号传输到所述信号采集仪器；
利用所述信号采集仪对放大后的模拟信号进行信号数据采集，在采集成功后通过预先安装的模数转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号；
通过所述振动分析仪对数字信号执行傅里叶变换，完成对数字信号的频域分析，得到桥梁振动频率。
4.如权利要求1所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，包括：
确定所述网络传输系统，其中，网络传输系统均匀地分布着个网络传输节点；
接收所述现场实时数据，并利用所述网络传输节点按时间顺序对现场实时数据进行线性拟合压缩；
当压缩成功后，设定期望可用概率，并根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，其中，期望可用概率表示能够满足用户所需现场实时数据的可用概率；
根据所述数据备份数量设定每次进行数据备份的节点传输跳数，并利用所述节点传输跳数对现场实时数据执行备份。
5.如权利要求4所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述根据所述期望可用概率计算得到网络传输节点每次的数据备份数量，包括：
利用下式计算得到网络传输节点每次的数据备份数量：
；
其中，表示网络传输节点每次的数据备份数量，/>表示期望可用概率，/>表示节点故障概率。
6.如权利要求1所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的信息熵：
；
其中， 表示第个/>桥梁风险因素的信息熵， />表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据。
7.如权利要求1所述的基于桥梁搭建下的安全巡检方法，其特征在于，所述利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重，包括：
利用下式计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重：
；
其中， 表示第/>个桥梁风险因素的风险指标权重，/> 表示第/>个桥梁风险因素的信息熵。
8.一种基于桥梁搭建下的安全巡检装置，其特征在于，所述装置包括：
巡检指令接收模块，用于接收桥梁的安全巡检指令，根据所述安全巡检指令启动桥梁监测设备，其中，桥梁监测设备由数据采集系统、网络传输系统、风险评测系统与策略应对系统组成，且风险评测系统可根据策略应对系统的应对结果，重新评测桥梁的风险等级；
数据实时采集模块，用于利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统；
评测体系构建模块，用于利用所述网络传输系统对现场实时数据执行备份，备份成功后分析所述现场实时数据得到桥梁风险因素，将所述桥梁风险因素发送至风险评测系统，确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，其中，等级评测体系通过分析得到桥梁运行的安全风险等级；
控制策略应对模块，用于根据所述等级评测体系获得的安全风险等级，利用所述策略应对系统采取控制风险策略，根据控制结果，利用所述风险评测系统重新评估桥梁运行的安全风险等级，并基于重新评估结果选择是否继续采取控制风险策略，直至重新评估结果达到预设等级，完成基于桥梁搭建下的安全巡检方法；
所述利用所述数据采集系统对桥梁的现场实时数据进行采集，在采集成功后将所述现场实时数据发送至网络传输系统，包括：
启动所述数据采集系统，其中，数据采集系统由普通测量模块、负载测试模块及结构监测模块组成，且结构监测模块内嵌有传感器装置；
利用所述普通测量模块对桥梁执行闭环测量，得到桥梁结构参数；
利用所述负载测试模块对桥梁执行动态载荷测试，得到桥梁振动频率；
根据所述桥梁振动频率，设定传感器装置的信号采样频率；
根据所述信号采样频率对传感器装置执行设定，并打开传感器装置的开关，利用所述结构监测模块测定桥梁荷载参数；
利用所述数据采集系统自动收集桥梁结构参数与桥梁荷载参数，并在收集成功后发送至所述网络传输系统；
所述确定桥梁结构形式，根据所述桥梁结构形式获取桥梁风险因素的风险指标权重，并利用所述风险评测系统对风险指标权重建立等级评测体系，包括：
根据桥梁结构形式确定桥梁运行工况，其中，桥梁运行工况表示在不同气候环境下的桥梁运行状况；
结合所述桥梁运行工况及桥梁风险因素，构建得到多维数据集合为，其中，/>表示在第/>种桥梁运行工况下包含第/>个桥梁风险因素的现场实时数据， />表示桥梁运行工况的种类，/>表示桥梁风险因素的个数；
根据所述多维数据集合，计算得到所述多维数据集合中第个桥梁风险因素的信息熵；
利用所述信息熵计算得到第个桥梁风险因素的风险指标权重；
根据所述风险指标权重，利用所述风险评测系统构建得到等级评测体系，其中，等级评测体系是根据风险指标权重对桥梁的安全系数进行总体打分，并根据打分划分桥梁所属安全风险等级。
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