TW202014674A - 建築物結構安全的偵測系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種建築物結構安全的偵測系統，所述偵測系統包括：第一偵測模組，用於偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果；第二偵測模組，用於偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果；伺服器，用於根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。本發明還提供一種建築物的偵測方法。

Description

建築物結構安全的偵測系統及方法
本發明涉及一種偵測系統，尤其是一種建築物結構安全的偵測系統及方法。
由於現在許多國家人口稠密，交通和居住設施的需求也隨之越來越大，不得不建設越來越多的建築物。由於許多建築物不得不建設在地震頻繁的地層上，因此建築物常因地震傾斜受損。
同時，由於很多建築物建設在偏遠地區，經常需要工程師對建築物的安全性進行實地偵測，會增加很多不便利性及危險性。因此，如何有效及時的偵測建築物的安全性，並提前對建築物的安全性進行評估已經成為亟待解決的問題。
針對上述問題，有必要提供一種可及時分析建築物的安全狀況的建築物結構安全的偵測系統及方法。
一種建築物結構安全的偵測系統，所述偵測系統包括：
第一偵測模組，用於偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果；
第二偵測模組，用於偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果；
伺服器，用於根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。
一種建築物結構安全的偵測方法，所述偵測方法包括：
偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果；
偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果；
根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。
所述建築物結構安全的偵測系統及方法藉由第一偵測模組偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，生成第一偵測結果，第二偵測模組偵測所述建築物的結構特徵寬度，生成第二偵測結果; 伺服器根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果；使得可以提前獲知所述建築物的安全狀況，並作出安全措施，同時，可以節省大量人力與時間成本。
參閱圖1所示，為本發明一實施方式的建築物結構安全的偵測系統100的系統架構圖。所述建築物結構安全的偵測系統100可以用於監測建築物200的結構特徵以分析所述建築物200的安全狀況。所述建築物200可以是橋樑、房間等，而所述建築物200的結構特徵可指其中的結構間距，例如結構縫隙。此處實施例所述的建築物200係以橋樑為例，但不應以此為限。
在本實施例中，所述建築物結構安全的偵測系統100包括，但不限於，伺服器10、第一偵測模組13、第二偵測模組15、溫度感測模組17及無線傳輸模組19。所述第一偵測模組13、第二偵測模組15、溫度感測模組17及無線傳輸模組19可以設置於所述建築物的任何位置，且於一個所述建築物上可以設置複數個所述第一偵測模組13、第二偵測模組15、溫度感測模組17及無線傳輸模組19。
在本實施方式中，所述第一偵測模組13用於偵測所述建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果。所述第二偵測模組15用於偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果。進一步而言，所述第一偵測模組13可以設置於所述建築物上，以用於偵測所述建築物呈現的搖晃及傾斜狀態，進而得到所述第一偵測結果。所述第二偵測模組15也可以設置於所述建築物上，以用於偵測所述建築物呈現的結構特徵寬度，進而得到所述第二偵測結果。
在本實施方式中，所述第一偵測模組13可以是加速規和陀螺儀其中一者。舉例而言，當所述建築物呈現搖晃和/或傾斜狀態且所述第一偵測模組13為所述加速規時，所述第一偵測模組13可以用於偵測所述建築物的搖晃和/或傾斜狀態，以得到所述第一偵測結果。此時，所述第一偵測結果可以是所述建築物搖晃和/或傾斜的角速度和/或加速度。當所述建築物呈現出搖晃和/或傾斜狀態且所述第一偵測模組13為所述陀螺儀時，所述第一偵測模組13可以用於偵測所述建築物的搖晃和/或傾斜狀態，以得到所述第一偵測結果。此時，所述第一偵測結果可以是所述建築物搖晃和/或傾斜的角度。
請一併參閱圖2，在本實施方式中，所述第二偵測模組15包括可變電阻151和非彈性件152。當所述建築物200出現結構縫隙時，可以將所述第二偵測模組15設置於所述建築物200的結構縫隙中。具體地，將所述非彈性件152的一端係配置用以連接/抵接所述建築物200的結構縫隙的一端，所述非彈性件152的另一端連接所述可變電阻151，並設置為隨所述建築物200的結構特徵寬度變化而改變所述可變電阻151的阻值。所述可變電阻151可以是滑動式可變電阻。當所述建築物200的結構特徵寬度發生變化時，所述非彈性件152會隨著所述建築物200的結構特徵寬度的變化而發生彈性形變。且由於所述非彈性件152還連接至所述可變電阻151，因此當所述非彈性件152發生彈性形變時，可同時拉動所述可變電阻151，進而推動所述可變電阻151的滑桿，使得可變電阻151的阻值改變。如此，所述第二偵測模組15可以藉由偵測所述可變電阻151的阻值改變來即時偵測所述建築物200的結構特徵寬度，例如即時偵測橋樑、房屋的裂縫寬度變動。
舉例而言，當所述建築物200的結構特徵寬度發生變化時，所述第二偵測模組15可以偵測所述建築物200的結構特徵寬度變化狀態，以得到所述第二偵測結果。此時，所述第二偵測結果可以是所述可變電阻151的阻值改變。
所述溫度感測模組17用於感測所述建築物200周圍的溫濕度情況，並生成感測結果。在本實施方式中，所述感測結果可以是所述建築物200周圍環境溫濕度。所述溫度感測模組17的感測結果可以藉由無線傳輸模組19傳輸至後端伺服器10進行大數據分析，進而可以得到現有溫度、濕度對所述建築物200的鋼筋是否具影響性。
所述無線傳輸模組19用於接收所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果，並傳送所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果給所述伺服器10。如此，所述無線傳輸模組19可以將偵測到的所述建築物200的訊息，例如結構特徵寬度、搖晃及傾斜狀態及時傳送給所述伺服器10。所述無線傳輸模組19可為LoRa（LoRa是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案）、NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網）、Sigfox（Sigfox是法國的Sigfox公司以超窄帶技術建設物聯網設備專用的無線網路）等無線通訊模組，由於 LoRa、NB-IoT、Sigfox等無線傳輸方案具有低功耗高傳送距離特性，使得所述建築物結構安全的偵測系統100可以使用在比較偏鄉地區對建築物200進行監測。
請一併參閱圖3所示，在本實施方式中，所述伺服器10可以為電腦、工作站、雲伺服器等可存儲和執行代碼與資料的設備。所述伺服器10包括，但不限於，處理器20及存儲模組21。
所述處理器20可以為中央處理器、微處理器、微控制器或其他具有資料處理功能的晶片。
所述存儲模組21可以是伺服器10本身的記憶體，也可以是外部記憶體，如智慧媒體卡（Smart Media Card）、安全數位卡（Secure Digital Card）、快閃記憶體卡（Flash Card）等。
在一實施方式中，所述處理器20用於根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。進一步地，所述處理器20將所述第一偵測結果和所述第二偵測結果和一預設偵測結果進行比較，從而分析所述建築物200的安全狀況，並生成第一分析結果。在本實施方式中，所述預設偵測結果可以由工程師預先設定，並存儲於所述存儲模組21。所述預設偵測結果可以為所述建築物200的最大結構特徵寬度、搖晃角度、傾斜角度等。
具體而言，所述處理器20將所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分別與所述預設偵測結果中相應的參數，例如所述建築物的最大結構特徵寬度、搖晃角度及傾斜角度等進行比較，並生成所述第一分析結果。例如，當所述第一偵測結果和所述第二偵測結果均小於所述預設偵測結果中相應的參數時，所述第一分析結果為所述建築物200安全。當所述第一偵測結果和所述第二偵測結果其中之一大於所述預設偵測結果中相應的參數時，所述第一分析結果為所述建築物200不安全。
在一實施方式中，所述處理器20還用於根據所述第二偵測結果及所述感測結果得到所述建築物200周圍的溫濕度與所述建築物200的結構特徵寬度的第一關係表，並生成第二分析結果。進一步地，溫度感測模組17可以多次偵測所述建築物200周圍的溫濕度，第二偵測模組15可以偵測與所述建築物200周圍的溫濕度對應的時間點的所述建築物200的結構特徵寬度。所述處理器20建立所述建築物200周圍的溫濕度與所述建築物200的結構特徵寬度的第一關係表，並生成第二分析結果。如此，處理器20可以藉由所述第一關係表分析所述建築物200周圍的溫濕度對所述建築物200的結構特徵寬度的影響，從而可以在溫濕度將要發生變化時提前預估所述建築物200的安全狀況，並生成第二分析結果。
舉例而言，當根據所述第一關係表預估所述建築物200周圍的溫濕度對所述建築物200的結構特徵寬度有影響時，使得所述建築物200的結構特徵寬度在一定溫濕度情況下會超過最大結構特徵寬度時，則所述第二分析結果為所述建築物200不安全。當根據所述第一關係表預估所述建築物200周圍的溫濕度對所述建築物的結構特徵寬度沒有影響時，使得所述建築物200的結構特徵寬度在一定溫濕度情況下不會超過最大結構特徵寬度時，則所述第二分析結果為所述建築物200安全。
在一實施方式中，存儲模組21用於存儲所述建築物200所在地區的每次地震等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物200的結構特徵寬度。所述處理器20還用於獲取所述存儲模組21存儲的多次地震的等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物200的結構特徵寬度，並計算所述建築物200在每次地震發生時間前後的結構特徵寬度變化，並得到地震等級與結構特徵寬度變化的第二關係表，以在地震來臨前預估所述建築物200的安全狀況，並生成第三分析結果。
舉例而言，在地震來臨前，所述處理器20可以根據所述第二關係表確定或預估此次地震等級對應的所述建築物200的結構特徵寬度變化，以預估所述建築物200的安全狀況。例如，當根據所述第二關係表預估所述地震等級對應的所述建築物200的結構特徵寬度變化較大，使得所述建築物200的結構特徵寬度在此次地震等級下會超過最大結構特徵寬度時，則所述第二分析結果為所述建築物200不安全。當根據所述第二關係表預估所述地震等級對應的所述建築物200的結構特徵寬度變化較小，使得所述建築物200的結構特徵寬度在此次地震等級下不會超過最大結構特徵寬度時，則所述第二分析結果為所述建築物200安全。
可以理解，在其他實施方式中，所述處理器20可以結合所述第一關係表和所述第二關係表分析地震和所述建築物200周圍的溫濕度對所述建築物200的結構特徵寬度的影響，從而提前預估所述建築物200的安全狀況。
請再次參閱圖1，所述偵測系統100還包括提示模組11。所述提示模組11用於根據所述第一分析結果、所述第二分析結果和/或所述第三分析結果輸出對應的提示訊號。例如，當所述建築物200安全時，提示模組11輸出一表示正常的提示訊號。當所述建築物200不安全時，提示模組11輸出一表示警示的提示訊號。所述提示訊號可以是語音信息、文字資訊或者兩者的結合。
圖4為本發明一實施方式中建築物結構安全的偵測方法的流程圖。根據不同需求，所述偵測方法中步驟的順序可以改變，某些步驟可以省略或合併。
步驟S400，所述第一偵測模組13偵測建築物200的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果。
在本實施方式中，所述第一偵測模組13可以設置於所述建築物200上，以偵測所述建築物200呈現的搖晃及傾斜狀態以得到所述第一偵測結果。
步驟S401，第二偵測模組15偵測所述建築物200的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果。
在本實施方式中，第二偵測模組15也可以設置於所述建築物200上，以偵測所述建築物200的結構特徵寬度，以得到所述第二偵測結果。
步驟S402，所述溫度感測模組17感測所述建築物周圍的溫濕度情況，並生成感測結果。
在本實施方式中，一個或多個所述溫度感測模組17可以設置於所述建築物200上，以感測所述建築物200周圍的溫濕度情況，並生成所述感測結果。
步驟S403，無線傳輸模組19接收所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果，並傳送所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果至伺服器10。
步驟S404，所述伺服器10的處理器20根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物200的安全狀況，並生成第一分析結果。在本實施方式中，所述第一分析結果可以是所述建築物200安全或不安全。
步驟S405，處理器20還可以根據所述第二偵測結果及所述感測結果得到所述建築物200周圍的溫濕度與所述建築物200的結構特徵寬度的第一關係表，並生成第二分析結果。在本實施方式中，所述第二分析結果可以是所述建築物200安全或不安全。
步驟S406，存儲模組21存儲所述建築物200所在地區的每次地震等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物200的結構特徵寬度。
步驟S407，處理器20獲取多次地震的等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物200的結構特徵寬度，並計算所述建築物200在每次地震發生時間前後的結構特徵寬度變化，並得到地震等級與結構特徵寬度變化的第二關係表，以在地震來臨前預估所述建築物200的安全狀況，並生成第三分析結果。在本實施方式中，所述第三分析結果可以是所述建築物200安全或不安全。
步驟S408，提示模組11根據所述第一分析結果、所述第二分析結果和/或所述第三分析結果輸出對應的提示訊號。
在本實施方式中，當所述建築物200安全時，提示模組11輸出一表示正常的提示訊號。當所述建築物200不安全時，提示模組11輸出一表示警示的提示訊號。所述提示訊號可以是語音信息、文字資訊或者兩者的結合。
所述建築物結構安全的偵測系統100藉由第一偵測模組13偵測所述建築物200的搖晃及傾斜狀態，第二偵測模組15偵測所述建築物200的結構特徵寬度，溫度感測模組17感測所述建築物200周圍的溫濕度情況以及處理器20獲取多次地震的等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物200的結構特徵寬度，以分析溫濕度和地震對所述建築物200的安全狀況的影響，進而使得提示模組11提前輸出對應的提示訊號，節省大量人力與時間成本。同時，在所述建築物200不安全的情況下可以提前做好防範工作。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100:建築物結構安全的偵測系統 200:建築物 10:伺服器 13:第一偵測模組 15:第二偵測模組 151:可變電阻 152:非彈性件 17:溫度感測模組 19:無線傳輸模組 20:處理器 21:存儲模組 11:提示模組
圖1為本發明建築物結構安全的偵測系統一較佳實施例的系統架構圖。 圖2為本發明第二偵測模組一較佳實施例的結構示意圖。 圖3為本發明伺服器一較佳實施例的統架構圖。 圖4為本發明建築物結構安全的偵測方法一較佳實施例的流程圖。
無
100:建築物結構安全的偵測系統
10:伺服器
11:提示模組
13:第一偵測模組
15:第二偵測模組
17:溫度感測模組
19:無線傳輸模組

Claims (10)

  1. 一種建築物結構安全的偵測系統，所述偵測系統包括： 第一偵測模組，用於偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果； 第二偵測模組，用於偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果； 伺服器，用於根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的建築物結構安全的偵測系統，其中所述偵測系統還包括： 溫度感測模組，用於感測所述建築物周圍的溫濕度情況，並生成感測結果； 所述伺服器還用於根據所述第二偵測結果及所述感測結果得到所述建築物周圍的溫濕度與所述建築物的結構特徵寬度的第一關係表，並生成第二分析結果。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的建築物結構安全的偵測系統，其中所述偵測系統還包括： 無線傳輸模組，用於接收所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果，並傳送所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果給所述伺服器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的建築物結構安全的偵測系統，其中所述結構特徵為一結構縫隙，所述第一偵測模組為加速規和陀螺儀其中一者，所述第二偵測模組包括可變電阻和非彈性件，所述非彈性件的一端係配置用以連接所述建築物的結構縫隙的一端，所述非彈性件的另一端連接所述可變電阻，並設置為隨所述建築物的結構特徵寬度變化而改變所述可變電阻的阻值。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的建築物結構安全的偵測系統，其中所述偵測系統還包括： 存儲模組，用於存儲所述建築物所在地區的每次地震等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物的結構特徵寬度； 所述伺服器還用於獲取多次地震的等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物的結構特徵寬度，並計算所述建築物在每次地震發生時間前後的結構特徵寬度變化，並得到地震等級與結構特徵寬度變化的第二關係表，以在地震來臨前預估所述建築物的安全狀況，並生成第三分析結果。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的建築物結構安全的偵測系統，其中所述偵測系統還包括： 提示模組，用於根據所述第一分析結果、所述第二分析結果和/或所述第三分析結果輸出對應的提示訊號。
  7. 一種建築物結構安全的偵測方法，所述偵測方法包括： 偵測建築物的搖晃及傾斜狀態，並生成第一偵測結果； 偵測所述建築物的結構特徵寬度，並生成第二偵測結果； 根據所述第一偵測結果和所述第二偵測結果分析所述建築物的安全狀況，並生成第一分析結果。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的建築物結構安全的偵測方法，其中所述偵測方法還包括步驟： 感測所述建築物周圍的溫濕度情況，並生成感測結果； 根據所述第二偵測結果及所述感測結果得到所述建築物周圍的溫濕度與所述建築物的結構特徵寬度的第一關係表，並生成第二分析結果。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的建築物結構安全的偵測方法，其中所述偵測方法還包括步驟： 接收所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果，並傳送所述第一偵測結果、所述第二偵測結果和所述感測結果。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的建築物結構安全的偵測方法，其中所述偵測方法還包括步驟： 存儲所述建築物所在地區的每次地震等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物的結構特徵寬度； 獲取多次地震的等級、每次地震發生時間及發生時間對應的所述建築物的結構特徵寬度，並計算所述建築物在每次地震發生時間前後的結構特徵寬度變化，並得到地震等級與結構特徵寬度變化的第二關係表，以提前預估所述建築物的安全狀況，並生成第三分析結果； 根據所述第一分析結果、所述第二分析結果和/或所述第三分析結果輸出對應的提示訊號。
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