CN209964095U - 一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其包括安装在桥梁结构上用于采集结构动态变形数据的应变传感器和拾振器、传输数据的RS485总线及RS485串口服务器、用于数据交换的交换机、用于采集实时数据的工控机、进行数据分析处理的数据处理平台以及用于管理决策的公路局专网。本实用新型将中小跨径桥梁结构上动态数据系统进行集成，其结构简单，设计布线合理，架设成本低，数据采集、传输高效稳定，且可以远程访问现场计算机获得相应数据并可对其进行分析评价，便于管理，实现了远离现场的桥梁结构安全在线实时监测，其实用性强，推广应用价值高。

Description

一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构健康监测技术领域，具体涉及一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统。

背景技术

我国桥梁数量较多，尤其是中小跨径桥梁，占我国桥梁总数的80% 以上。在桥梁服役过程中，各种外界荷载、材料疲劳退化等因素，给桥梁运营安全带来了一系列不利影响。因此，对桥梁结构进行长期健康监测十分重要且必要。传统的桥梁健康测依赖于人工目测检查或借助于便携式仪器测量，需要耗费大量人力物力，且人工检查会有漏检或盲点存在，数据主观性强，难于量化，导致桥梁健康评估报告缺失客观性和可靠性。随着互联网技术的不断发展以及各种监测设备的更新换代，各种智能健康监测系统被应用于桥梁结构健康监测，我国桥梁结构健康监测迈上了新的台阶。

桥梁健康监测系统是实现桥梁特性监测和识别的完整平台，它既包括诸如大量不同类型传感器、信息采集与处理系统以及高性能计算机这样的硬件设备，也包括诸如损伤识别算法与程序、系统平台以及网络这样的软件。不同类型、跨径、规模的桥梁，其监测重点也会有所偏差。目前，对于桥梁结构健康监测多采用一桥一系统，其建造管理成本高昂，监测数据巨大，因此国内外对桥梁健康监测与预警系统方面的相关研究及实践应用主要集中在大型复杂桥梁，占据桥梁绝大数量的中小跨径桥梁结构健康监测往往被忽视。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是：提供一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，通过将中小跨径桥梁结构上动态数据监测系统进行集成，提高监测效率及可靠性。该系统结构简单，设计布线合理，架设成本低，数据采集、传输高效稳定，且可以远程访问现场计算机获得相应数据并可对其进行分析评价，便于管理，实现了远离现场的桥梁结构安全在线实时监测，其实用性强，推广应用价值高。

本实用新型为解决上述问题所提供的技术方案为：一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，所述系统包括应变传感器、拾振器、RS485串口服务器、交换机、工控机、数据处理平台和公路局专网；

所述应变传感器和拾振器均匀分布在桥梁结构内部；所述应变传感器及拾振器通过RS485总线及RS485串口服务器传送至交换机，所述交换机将监控数据传输至工控机，所述工控机将数据传输至数据处理平台，所述数据处理平台通过有线光缆将处理过的数据传输至公路局专网。

优选的，所述应变传感器及拾振器分别单独成网，通过RS485总线将其串联，监测所得应变及加速度动态数据通过RS485总线传输，并通过交换机传输至工控机。

优选的，所述工控机设置在现场监测站，各测试断面上的应变传感器及拾振器通过分布式联网将信号传输至工控机，通过安装在工控机上的实时数据采集软件进行实时数据采集。

优选的，所采集实时数据经由数据处理平台处理，通过有线光缆传输至公路局专网，通过专网中远程监控中心对监测数据进行分析、评价。

优选的，所述公路局专网中远程控制平台，其由系统界面模块、系统权限功能模块、实时监测与预警功能模块、数据查询与统计功能模块、数据分析与安全评定模块组成。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1.本实用新型采用模块化设计，对桥梁结构动态监测数据采集系统进行集成，结构设计简单，布线实施方便。

2.本实用新型采用RS485总线以及RS485串口服务器实现桥梁结构健康监测测点的联网，使数据传输更加高效、可靠。

3.本实用新型可以实现数据采集、数据传输、数据分析以及管理决策，功能完备，数据准确度高，克服了传统人工测定作业主观性强、数据误差及特定区域测定困难等一系列问题，能够适用于中小跨径桥梁结构长期健康监测。

综上所述，本实用新型结构简单，设计布线合理，架设成本低，数据采集、传输高效稳定，且可以远程访问现场计算机获得相应数据并可对其进行分析评价，便于管理，实现了远离现场的桥梁结构安全在线实时监测，其实用性强，推广应用价值高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的动态数据监控系统构成图；

图2是本实用新型的监测系统框架图；

图3是本实用新型的公路局专网中远程控制中心平台构成图。

附图标注：1-应变传感器；2-拾振器； 3-RS485串口服务器； 4-交换机； 5-工控机；6-数据处理平台；7-公路局专网；8-系统界面模；9-系统权限功能模块；10-实时监测与预警功能模块；11-数据查询与统计功能模块；12-数据分析与安全评定模块，13-远程控制平台，14-RS485总线，15-有线光缆。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其包括安装在桥梁结构上用于采集结构动态变形数据的应变传感器1和拾振器2、RS485串口服务器3、用于数据交换的交换机4、用于采集实时数据的工控机5、进行数据分析处理的数据处理平台6以及用于管理决策的公路局专网7。其中，所述应变传感器1与拾振器2通过RS485总线与RS485串口服务器连接，数据处理平台6通过有线光缆15与公路局专网7中远程控制中心连接。

本实用新型通过应变传感器1、拾振器2获得桥梁结构实时数据，经工控机5对实时数据进行收集，由数据处理平台6对数据进行处理，将实时监测数据与结构控制参数进行比对，最后将比对结果传输至公路局专网7中远程控制中心，对比对结果进行分类预警，得出桥梁结构安全状态。

本实用新型的工作原理如图2 所示，首先将所获取的应变、加速度等监测数据与实际结构控制参数值进行比对，即将实测值与计算值进行比对，并根据比对结果进行分类预警，为管理者提供决策依据。其中，分类预警包括三类：状态良好、状态较差以及状态危险。当提示桥梁结构状态较差时，需对桥梁结构进行常规检查，排除隐患；当提示为状态危险时，应当对桥梁进行特殊检测，保证桥梁运营安全。

具体的，对于公路局专网7中远程控制平台13，系统界面模块8由3D模型/Web构建，其可以显示整个桥梁结构，并标注测点，同时实时显示监测数据。平台还包括系统权限功能模块9、实时监测与预警功能模块10、数据查询与统计功能模块11、数据分析与安全评定模块12等。结构各测点实时数据以图形和表格方式显示，报警信息以直观方式展示，例如日志、图形、声音等等。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

Claims (5)

1.一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其特征在于：所述系统包括应变传感器（1）、拾振器（2）、RS485串口服务器（3）、交换机（4）、工控机（5）、数据处理平台（6）和公路局专网（7）；

所述应变传感器（1）和拾振器（2）均匀分布在桥梁结构内部；所述应变传感器（1）及拾振器（2）通过RS485总线（14）及RS485串口服务器（3）传送至交换机（4），所述交换机（4）将监控数据传输至工控机（5），所述工控机（5）将数据传输至数据处理平台（6），所述数据处理平台（6）通过有线光缆（15）将处理过的数据传输至公路局专网（7）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其特征在于：所述应变传感器（1）及拾振器（2）分别单独成网，通过RS485总线（14）将其串联，监测所得应变及加速度动态数据通过RS485总线（14）传输，并通过交换机（4）传输至工控机（5）。

3.根据权利要求1所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其特征在于：所述工控机（5）设置在现场监测站，各测试断面上的应变传感器（1）及拾振器（2）通过分布式联网将信号传输至工控机（5），通过安装在工控机（5）上的实时数据采集软件进行实时数据采集。

4.根据权利要求1所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其特征在于：所采集实时数据经由数据处理平台（6）处理，通过有线光缆（15）传输至公路局专网（7），通过专网中远程监控中心对监测数据进行分析、评价。

5.根据权利要求4所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的监测动态集成系统，其特征在于：所述公路局专网（7）中远程控制平台（13），其由系统界面模块（8）、系统权限功能模块（9）、实时监测与预警功能模块（10）、数据查询与统计功能模块（11）、数据分析与安全评定模块（12）组成。

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