CN211529157U - 桥梁监测云服务系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥梁监测云服务系统，主要涉及服务系统技术领域，包括数据采集子系统、本地监控子系统和数据云服务中心，数据采集子系统包括传感器组、第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，本地监控子系统包括第一数据库服务器、第二数据库服务器、第一本地应用服务器、第二本地应用服务器和可视化单元，数据云服务中心包括第一云服务器、第二云服务器和存储阵列。本实用新型通过桥梁结构的有限元模型分析实现传感器的测点优化部署，采用本地监控与数据云服务相结合的方式，实现桥梁结构数据的健康监测，数据采集子系统、本地监控子系统和数据云服务中心采用双组服务器热备，支持联网和离线运行监测，可以进行远程的数据管理和监测。

Description

桥梁监测云服务系统

技术领域

本实用新型涉及一种服务系统，尤其是一种桥梁监测云服务系统。

背景技术

大跨度变截面下弦加劲连续钢桁梁铁路桥具有结构体系复杂、跨度大、负荷重等特点，此类桥梁施工技术难度大，安全风险高，对安全监测提出了更高的要求，为了确保桥梁在服役期内的结构安全，针对该类桥梁的结构特点，提出一种性能可靠、具有高鲁棒性和易用性的桥梁监测云服务系统，通过桥梁结构的有限元模型分析实现传感器的测点优化部署，采用本地监控与数据云服务相结合的方式，以最少的传感器和最小的数据量实现桥梁结构数据的健康监测，同时采用BIM建模技术实现桥梁结构健康状况的在线远程的可视化监测、安全预警和评估。

实用新型内容

本实用新型提供了一种结构简单的桥梁监测云服务系统，解决了现有技术中存在防眩不彻底或防眩影响光源品质的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括数据采集子系统、本地监控子系统和数据云服务中心，数据采集子系统包括传感器组、第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，传感器组包括多个传感器组件，传感器组件根据对桥梁的结构特性的有限元模型分析部署在桥梁结构的特定的测点位置，第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均在内部设置有采集数据库，第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均用于连接传感器组件，实时采集传感器组件的监测数据，并分别存储至各自的采集数据库，本地监控子系统包括第一数据库服务器、第二数据库服务器、第一本地应用服务器、第二本地应用服务器和可视化单元，第一数据库服务器和第二数据库服务器通过网络分别连接第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，用于从采集数据库中获取监测数据，并存储至本地监控数据库，第一本地应用服务器和第二本地应用服务器分别用于连接第一数据库服务器和第二数据库服务器，从本地监控数据库中读取监测数据，提供给可视化单元进行三维可视化动态显示，并将监测数据定期传输给数据云服务中心，数据云服务中心包括第一云服务器、第二云服务器和存储阵列，第一云服务器和第二云服务器分别通过主干网连接到第一本地应用服务器和第二本地应用服务器，从第一本地应用服务器和第二本地应用服务器接收监测数据，存储至存储阵列，并向通过网络接入的用户终端提供监测数据的数据云服务；

传感器组件包括环境与荷载传感器、结构整体响应传感器和结构局部响应传感器，环境与荷载传感器的测点位置在桥梁的环境荷载最敏感的位置，结构整体响应传感器的测点位置包括根据传感器优化布设理论和结构模态信息确定的最优位置，结构局部响应传感器的测点位置包括桥梁的应力最大和最易损伤部位、对结构整体破坏影响较大的区域。

优选的，本地监控子系统支持联网运行和离线运行，当离线运行时，监测数据持续存储在本地监控数据库，当联网运行时，自动同步本地监控数据库中的监测数据至存储阵列。

优选的，数据云服务中心能够给不同的用户赋予不同的权限，用于不同的用户通过各类型的用户终端接入数据云服务中心，根据不同的权限访问存储阵列中的监测数据，对桥梁的监测数据和分析报告进行修改、读取、更新或者删除操作。

优选的，可视化单元包括模型显示模块、安全预警模块和安全评估模块，模型显示模块用于BIM信息模型的加载、编辑和显示，安全预警模块用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，安全评估模块用于基于传感数据的统计分析，对桥梁的结构状态进行安全评估。

优选的，模型显示模块能够以图表或曲线或三维图形动态显示监测数据。

本实用新型采用上述结构，具有以下的优点：通过桥梁结构的有限元模型分析实现传感器的测点优化部署，采用本地监控与数据云服务相结合的方式，以最少的传感器和最小的数据量实现桥梁结构数据的健康监测，并且数据采集子系统、本地监控子系统和数据云服务中心采用双组服务器热备，支持联网和离线运行监测，可以进行远程的数据管理和监测，具有高可靠性、鲁棒性和易用性。

附图说明

图1为本实用新型的组成框图。

图中，1、数据采集子系统；2、本地监控子系统；3、数据云服务中心。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1所示，整体包括数据采集子系统1、本地监控子系统2和数据云服务中心3，数据采集子系统1包括传感器组、第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，传感器组包括多个传感器组件，传感器组件根据对桥梁的结构特性的有限元模型分析部署在桥梁结构的特定的测点位置，传感器组件包括环境与荷载传感器、结构整体响应传感器和结构局部响应传感器，环境与荷载传感器的测点位置在桥梁的环境荷载最敏感的位置，结构整体响应传感器的测点位置包括根据传感器优化布设理论和结构模态信息确定的最优位置，结构局部响应传感器的测点位置包括桥梁的应力最大和最易损伤部位、对结构整体破坏影响较大的区域；

第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均在内部设置有采集数据库，第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均用于连接传感器组件，实时采集传感器组件的监测数据，并分别存储至各自的采集数据库；

本地监控子系统2包括第一数据库服务器、第二数据库服务器、第一本地应用服务器、第二本地应用服务器和可视化单元，第一数据库服务器和第二数据库服务器通过网络分别连接第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，用于从采集数据库中获取监测数据，并存储至本地监控数据库，第一本地应用服务器和第二本地应用服务器还用于将监测数据定期传输给数据云服务中心，存储至数据云服务中心的存储阵列，第一本地应用服务器和第二本地应用服务器分别用于连接第一数据库服务器和第二数据库服务器，从本地监控数据库中读取监测数据，提供给可视化单元进行三维可视化动态显示，并将监测数据定期传输给数据云服务中心3，可视化单元可以基于BIM信息模型对监测数据进行三维可视化动态显示，并进行数据分析、安全评估和预警，可视化单元可以包括监控大屏幕，本地监控子系统2支持联网运行和离线运行，当离线运行时，监测数据持续存储在本地监控数据库，当联网运行时，自动同步本地监控数据库中的监测数据至存储阵列，可视化单元包括模型显示模块、安全预警模块和安全评估模块，模型显示模块用于BIM信息模型的加载、编辑和显示，安全预警模块用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，安全评估模块用于基于传感数据的统计分析，对桥梁的结构状态进行安全评估，模型显示模块能够以图表或曲线或三维图形动态显示监测数据；

数据云服务中心3包括第一云服务器、第二云服务器和存储阵列，第一云服务器和第二云服务器分别通过主干网连接到第一本地应用服务器和第二本地应用服务器，从第一本地应用服务器和第二本地应用服务器接收监测数据，存储至存储阵列，并向通过网络接入的用户终端提供监测数据的数据云服务；

数据云服务中心3能够给不同的用户赋予不同的权限，用于不同的用户通过各类型的用户终端接入数据云服务中心3，根据不同的权限访问存储阵列中的监测数据，对桥梁的监测数据和分析报告进行修改、读取、更新或者删除操作；

本地监控子系统2与数据云服务中心3之间采用光纤连接，接入主干网，本地监控子系统2既可以联网运行，也可以在网络中断即离线状态下保持运行，从而保证传感器组件的监测数据持续存储在本地监控数据库，当网络恢复时，本地监控子系统,2可以自动同步本地监控数据库中的监测数据，从而确保了整个监测系统的鲁棒性，此外，不同权限的用户可以通过各类型的用户终端接入数据云服务中心3，根据赋予的不同权限来访问存储阵列中的监测数据，对桥梁的监测数据和分析报告进行修改、读取、更新或者删除等操作，提高了整个监测系统的易用性和便利性；

数据云服务中心3的第一云服务器和第二云服务器还可以对监测数据进行数据分析，将监测数据与理论计算结果进行比较，对监测结果的合理性进行分析，排除外部干扰对数据的影响，动态了解桥梁结构的状况，还可以对监测数据进行汇总分析，对桥梁结构的应力反应随外部荷载效应的变化进行统计分析，综合判断桥梁结构的安全状况；

数据云服务中心3还可以根据需要给不同的管理人员设置不同的管理权限，通过远程连接进行数据采集参数的配置，进行数据维护和备份管理；

数据云服务中心3还可以对初步分析后的监测数据进一步分析，通过监测到的各种应力反应、结构当前工作状态的数据信息，结合理论分析模型、专家经验及相关规范文件，运用状态评估理论，对构件以及结构整体的施工、运营等工作状态进行评估，将结果提供给用户做最终决策使用。

其中，上述的提及的元器件、有限元模型的建立和BIM信息模型均是现有技术。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种桥梁监测云服务系统，其特征在于：包括数据采集子系统、本地监控子系统和数据云服务中心，所述数据采集子系统包括传感器组、第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，所述传感器组包括多个传感器组件，所述传感器组件根据对桥梁的结构特性的有限元模型分析部署在桥梁结构的特定的测点位置，所述第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均在内部设置有采集数据库，所述第一数据采集服务器和第二数据采集服务器均用于连接所述传感器组件，实时采集所述传感器组件的监测数据，并分别存储至各自的采集数据库，所述本地监控子系统包括第一数据库服务器、第二数据库服务器、第一本地应用服务器、第二本地应用服务器和可视化单元，所述第一数据库服务器和第二数据库服务器通过网络分别连接所述第一数据采集服务器和第二数据采集服务器，用于从所述采集数据库中获取所述监测数据，并存储至本地监控数据库，所述第一本地应用服务器和第二本地应用服务器分别用于连接所述第一数据库服务器和第二数据库服务器，从本地监控数据库中读取监测数据，提供给所述可视化单元进行三维可视化动态显示，并将监测数据定期传输给所述数据云服务中心，所述数据云服务中心包括第一云服务器、第二云服务器和存储阵列，所述第一云服务器和第二云服务器分别通过主干网连接到所述第一本地应用服务器和第二本地应用服务器，从所述第一本地应用服务器和第二本地应用服务器接收监测数据，存储至所述存储阵列，并向通过网络接入的用户终端提供监测数据的数据云服务；

所述传感器组件包括环境与荷载传感器、结构整体响应传感器和结构局部响应传感器，所述环境与荷载传感器的测点位置在桥梁的环境荷载最敏感的位置，所述结构整体响应传感器的测点位置包括根据传感器优化布设理论和结构模态信息确定的最优位置，所述结构局部响应传感器的测点位置包括桥梁的应力最大和最易损伤部位、对结构整体破坏影响较大的区域。

2.根据权利要求1所述的桥梁监测云服务系统，其特征在于：所述本地监控子系统支持联网运行和离线运行，当离线运行时，所述监测数据持续存储在本地监控数据库，当联网运行时，自动同步本地监控数据库中的监测数据至所述存储阵列。

3.根据权利要求1所述的桥梁监测云服务系统，其特征在于：所述数据云服务中心能够给不同的用户赋予不同的权限，用于不同的用户通过各类型的用户终端接入所述数据云服务中心，根据所述不同的权限访问所述存储阵列中的监测数据，对桥梁的监测数据和分析报告进行修改、读取、更新或者删除操作。

4.根据权利要求1所述的桥梁监测云服务系统，其特征在于：所述可视化单元包括模型显示模块、安全预警模块和安全评估模块，所述模型显示模块用于BIM信息模型的加载、编辑和显示，所述安全预警模块用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，所述安全评估模块用于基于传感数据的统计分析，对桥梁的结构状态进行安全评估。

5.根据权利要求4所述的桥梁监测云服务系统，其特征在于：所述模型显示模块能够以图表或曲线或三维图形动态显示监测数据。

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