CN210036827U

CN210036827U - 一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统

Info

Publication number: CN210036827U
Application number: CN201922319875.9U
Authority: CN
Inventors: 毛琳; 林旭; 代力
Original assignee: Nanchang Highway Administration Bureau; Jiangxi Transportation Science Research Institute Co Ltd
Current assignee: Nanchang Highway Administration Bureau; Jiangxi Transportation Science Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-12-23

Abstract

本实用新型公开了一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：包括监控模块、恒流设备、数据采集设备、数据交换设备以及数据处理设备，所述监控模块实时对桥梁进行监测并将监测数据传输到数据采集设备，然后通过数据交换设备传输到数据处理设备进行数据处理。本实用新型结构简单，设计合理，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健康监测系统

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健康监测系统。

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。传统的桥梁健康监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，不同类型、跨径、规模的桥梁，其监测重点也会有所偏差。目前，大型桥梁结构的健康监测系统多采用工业集散测控架构模型，该系统将经过简单预处理的监测数据均上交至上级数据中心进行处理，造成数据中心数据众多，数据处理任务繁重，此外该系统数据处理效率低下、可靠性较差且信息协同能力较弱，难以适应桥梁结构多对象健康监测的需求。

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健康监测系统，结构简单，设计合理，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健康监测系统，其特征在于：包括监控模块、恒流设备、数据采集设备、数据交换设备以及数据处理设备，所述监控模块实时对桥梁进行监测并将监测数据传输到数据采集设备，然后通过数据交换设备传输到数据处理设备进行数据处理；所述监控模块包括结构监测模块、形变监测模块和环境监测模块；其中，结构监测模块包括摄像头、压力变送器、索力计以及伺服计；形变监测模块包括应变计；环境监测模块包括温度计；所述恒流设备包括恒流源A、恒流源B。

优选的，所述数据采集设备包括NVR服务器、串口服务器、光纤调解仪和工控机。

优选的，所述NVR服务器用于采集摄像头所得桥梁结构视频监测数据、串口服务器用于采集压力变送器所得桥梁结构压力数据、光纤调解仪用于采集应变计和温度计所采集的桥梁结构应变和周围温度数据、工控机用于采集索力计以及伺服计采集的桥梁结构索力以及加速度数据。

优选的，所述数据交换设备包括交换机。

优选的，通过监控模块采集的视频数据由有线光缆传输，所采集结构、应变、环境的监测数据通过无线网络传输。

优选的，所述数据处理设备包括应用服务器。

优选的，所述应用服务器的功能模块包括登陆界面、系统首页、我的面板、桥梁结构信息、状态监控、图表配置、告警配置、数据统计、个人信息、密码修改、桥梁信息、传感器类型、传感器信息管理、传感器列信息管理、伺服加速度计、压力送变器、吊杆加速度计、温度计、湿度计、应变计、桥梁3D模拟以及应变计实时图表。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1.本实用新型同时采用无线网络和有线光缆对采集的监测数据进行传输，使数据传输更加高效、可靠。

2.本实用新型可以实现数据采集、数据传输、数据分析等功能，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、数据误差及特定部位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，设计合理，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限定。

图1是本实用新型监测系统网络拓扑结构示意图。

图2是本实用新型后台网站程序功能示意图。

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。

具体的，摄像头、压力变送器、应变计、温度计、索力计以及伺服计分别位于桥梁指定监测点，用于监测桥梁结构的实时运营状况、所受外部压力、结构应变、温度、湿度、桥梁结构索力以及结构加速度。所采集数据通过NVR服务器、串口服务器、光纤调解仪、工控机收集，其中索力计与伺服计（伺服式加速度计）数据分别通过2206采集卡和2006采集卡采集传输至工控机。最后，通过交换机将所采集的数据传输至应用服务器（后台网站程序）。

采用上述方案后，在待测桥梁结构不同部位设置不同监测传感器，对桥梁结构进行全方位实时监测。其中，由于摄像头所采集数据较多，为保证数据传输高效稳定，采用有线光缆对其进行传输，其他传感器采集数据通过无线网络传输，这保证了在远距离传输过程中最大限度降低能耗，减小传输成本。

此外，如图2所示，所述应用服务器包括登陆界面、系统首页、我的信息、桥梁结构信息、状态监控、图表配置、告警配置、数据统计。

此外，如图2所示，所述我的面板包括两个模块：个人信息和密码修改。其中，个人信息模块可以更换头像，查看归属公司及归属部门信息，添加或修改邮箱、电话等信息；修改密码模块，可以修改用户登录密码。

此外，如图2所示，所述桥梁结构信息包括四个模块：桥梁信息模块、传感器类型信息模块、传感器信息管理模块以及传感器列信息管理模块。桥梁信息模块主要包含两大功能：桥梁信息列表以及桥梁信息添加。其中，桥梁信息列表功能可以显示桥梁编号、桥梁名称、桥梁工控机IP地址、桥梁地址、桥梁描述信息和操作，并且可以对桥梁信息进行修改或删除；桥梁信息添加功能可以在系统内添加桥梁编号以及名称等相关信息。传感器类型信息模块可以显示传感器类型名称、类型编号、类型描述和操作，并可对传感器类型进行添加、修改以及删除等操作。传感器信息管理模块可以显示传感器图纸编号、传感器出厂编号及传感器类型等信息，并可对传感器进行添加、修改、删除等操作。传感器列信息管理模块可以显示传感器类型、数据列名称、数据列单位、数据列名和操作，并可对传感器进行添加、修改以及删除等操作。

此外，如图2所示，所述状态监控模块提供各个传感器所收集的实时数据的统计曲线显示和桥梁现场的3D模拟显示两个功能。其中，值得注意的是，对于桥梁3D状态模拟功能，在首次使用三维展示模块时，应当在电脑中安装WebGL插件，否则无法观看桥梁三维模型。进入桥梁三维模型后，可看见桥梁3D模型，上面可显示桥面及桥面上所有传感器所采集的实时数据，并且可以通过键盘控制画面移动，通过鼠标调整摄像头角度。此外，点击3D图形中任意传感器图表，系统界面会以图形的形式显示当前传感器的数据值。

此外，如图2所示，所述图表配置模块包括图表显示列表和显示配置添加两个子模块，其中图表显示列表子模块可以显示传感器类型、传感器主（副）标题以及对相应传感器进行配置数据列、修改和删除等操作。

此外，如图2所示，所述告警装置模块包括传感器告警配置列表和告警配置添加，前者可以显示传感器编号、告警数据列、各级告警上下线以及决定是否启动报警和操作。此外，系统主页中可以显示传感器数据触发的告警数目，点击可以查看告警列表，并且可以查阅指定时间段内对应的告警日志。

此外，如图2所示，所述数据统计模块可以查看所监测对象的历史数据统计，包括所监测桥梁结构某一个传感器在某一指定历史时间段内的统计数据，其统计数据可包括最大值、最小值以及平均值。同时，可以将数据导出，以Excel表格的形式保存至本地。

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

1.一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：包括监控模块、恒流设备、数据采集设备、数据交换设备以及数据处理设备，所述监控模块实时对桥梁进行监测并将监测数据传输到数据采集设备，然后通过数据交换设备传输到数据处理设备进行数据处理；所述监控模块包括结构监测模块、形变监测模块和环境监测模块；其中，结构监测模块包括摄像头、压力变送器、索力计以及伺服计；形变监测模块包括应变计；环境监测模块包括温度计；所述恒流设备包括恒流源A、恒流源B。

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健康监测系统，其特征在于：所述数据采集设备包括NVR服务器、串口服务器、光纤调解仪和工控机。

3.根据权利要求2所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：所述NVR服务器用于采集摄像头所得桥梁结构视频监测数据、串口服务器用于采集压力变送器所得桥梁结构压力数据、光纤调解仪用于采集应变计和温度计所采集的桥梁结构应变和周围温度数据、工控机用于采集索力计以及伺服计采集的桥梁结构索力以及加速度数据。

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健康监测系统，其特征在于：所述数据交换设备包括交换机。

5.根据权利要求1所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：通过监控模块采集的视频数据由有线光缆传输，所采集结构、应变、环境的监测数据通过无线网络传输。

6.根据权利要求1所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：所述数据处理设备包括应用服务器。

7.根据权利要求6所述的一种适用于中小跨径桥梁结构的健康监测系统，其特征在于：所述应用服务器的功能模块包括登陆界面、系统首页、我的面板、桥梁结构信息、状态监控、图表配置、告警配置、数据统计、个人信息、密码修改、桥梁信息、传感器类型信息、传感器信息管理、传感器列信息管理、伺服加速度计、压力送变器、吊杆加速度计、温度计、湿度计、应变计、桥梁3D模拟以及应变计实时图表。