專利名稱：基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁安全實(shí)時監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橋梁建設(shè)是國家重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，橋梁工程是關(guān)系社會和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的生命線工程。橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，巨大的資金投入，在經(jīng)濟(jì)社會中的顯赫作用，使得人們對橋梁的安全性、耐久性越來越重視。與此同時，我國的橋梁面臨著與國際上眾多國家的橋梁同樣的問題，那就是有一大批橋梁已進(jìn)入老齡階段，一些橋梁早已出現(xiàn)各種病害，卻常年帶病運(yùn)營，潛伏著巨大的安全隱患。此外，因當(dāng)初的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)今的實(shí)際荷載條件已不相當(dāng)而帶來的結(jié)構(gòu)安全的檢測評估問題；很多橋梁承載能力不足、橋面寬度不符合當(dāng)前的行車要求。不及時消除橋梁建設(shè)、運(yùn)行中的安全隱患，勢必造成經(jīng)濟(jì)和人員的巨大損失，而不合理的、過早的改造又是ー項(xiàng)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，將耗費(fèi)大量資金，并引發(fā)交通中斷等許多社會問題。超期超載使用的各種危橋、舊橋不在少數(shù)，車毀人亡的橋梁事故時有發(fā)生。為提高橋梁治理水平，更準(zhǔn)確判定橋梁實(shí)際工作狀況，為橋梁加固或大修提供依據(jù)，在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有服役橋梁進(jìn)行安全監(jiān)控，實(shí)施掌握橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)成為保障交通安全促進(jìn)社會和諧的重大課題。長期以來，對于橋梁的安全檢測一直以人工方法為主。人工檢測監(jiān)控不僅需要大量的人力物力，而且不能及時發(fā)現(xiàn)問題，不能完全滿足橋梁安全監(jiān)控信息采集的需要。橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)采用應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、加速度等力學(xué)傳感器，以及溫度、濕度等環(huán)境傳感器構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)代通信技術(shù)將采集信息實(shí)時傳輸?shù)叫畔⒅行姆治龊吞幚?，從而?shí)現(xiàn)對橋梁安全狀況的實(shí)時監(jiān)控、分析、評估，以及危險橋梁的及時預(yù)警。目前，國內(nèi)外大型橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)多針對單個橋梁進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與檢測，由于測點(diǎn)眾多且分布分散，彼此之間相距甚遠(yuǎn)，且數(shù)據(jù)傳輸多通過有線網(wǎng)絡(luò)完成，不僅安裝布線麻煩、成本高，而且也難以實(shí)現(xiàn)對多個大型橋梁(橋梁集群)安全狀況的同時監(jiān)控。Wi-Fi是ー種可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無線方式互相連接的技木。由于Wi-Fi的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運(yùn)營執(zhí)照的因此WLAN無線設(shè)備提供了ー個世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接ロ。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為集群式橋梁安全監(jiān)控提供了良好的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。本發(fā)明將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用于橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)中，通過軟件和硬件的自主開發(fā)，實(shí)現(xiàn)集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用在被監(jiān)控的橋梁上安裝橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，在后臺安裝橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心，并采用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而降低了施工難度與成本，監(jiān)控點(diǎn)的布置更為靈活。本發(fā)明目的還在于提供上述基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，包括設(shè)置于橋梁上的橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，用于實(shí)時采集橋梁的安全狀態(tài)參數(shù)并生成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用無線方式上傳至橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心
設(shè)置于后臺的橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心，用于接收橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評估、比較及壽命預(yù)測，以及橋梁維護(hù)保養(yǎng)策略；本基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)包括多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均通過無線方式與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以此實(shí)現(xiàn)集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控。所述橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心之間的通信方式為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技木。具體采用的接入形式，可根據(jù)橋梁、監(jiān)控中心所在區(qū)域的具體通信方式的信號覆蓋面積與信號強(qiáng)度選擇。具體的實(shí)現(xiàn)方案是所述橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)設(shè)置有橋梁環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)時測量橋梁環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、氣壓等；橋梁整體振動監(jiān)控子系統(tǒng)，測量橋梁整體結(jié)構(gòu)沿縱、橫向振動參數(shù)；橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)カ應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)；數(shù)據(jù)預(yù)處理與無線發(fā)送系統(tǒng)，按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)形變參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到新建的數(shù)據(jù)存儲表，通過無線方式定期將橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到集群式橋梁安全監(jiān)控中心。所述橋梁環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器等;所述橋梁整體振動監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有GPS振動測量系統(tǒng)；測量橋梁整體沿橫、縱方向振動參數(shù)。所述橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有電阻式應(yīng)カ應(yīng)變傳感系統(tǒng)或者光纖光柵傳感系統(tǒng)，均用于結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)，通過對結(jié)構(gòu)動應(yīng)カ應(yīng)變的監(jiān)控，可以較好地掌握橋梁的受動態(tài)荷載(車輛、地震、臺風(fēng))下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理與無線發(fā)送系統(tǒng)設(shè)置有SAM9G10微處理器，用于按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)振動參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲表；無線通信模塊，用于將數(shù)據(jù)存儲表中的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到橋梁安全實(shí)時監(jiān)測中心。
所述風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器分別通過D/A轉(zhuǎn)換模塊與SAM9G10微處理器相連接，所述無線通信模塊通過CAN接ロ與SAM9G10微處理器相連接，所述GPS振動測量系統(tǒng)通過CAN接ロ與SAM9G10微處理器相連接，當(dāng)所述橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)カ應(yīng)變監(jiān)測子系統(tǒng)設(shè)置有電阻式應(yīng)カ應(yīng)變傳感系統(tǒng)時，電阻式應(yīng)カ應(yīng)變傳感系統(tǒng)通過CAN接ロ與SAM9G10微處理器相連接，當(dāng)所述橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有光纖光柵傳感系統(tǒng)時，光纖光柵傳感系統(tǒng)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接ロ與SAM9G10微處理器相連接。
所述電阻式應(yīng)カ應(yīng)變傳感系統(tǒng)包括應(yīng)カ應(yīng)變儀、應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器，應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器均與應(yīng)カ應(yīng)變儀相連接。所述光纖光柵傳感系統(tǒng)包括光纖光柵解調(diào)儀、應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器，應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器均與光纖光柵解調(diào)儀相連接。優(yōu)選的，所述無線通信模塊采用WI-FI無線通信模塊。所述橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心設(shè)置有橋梁結(jié)構(gòu)分析模型，用于將每個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸入到對應(yīng)橋梁的結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算得出在當(dāng)前環(huán)境及受カ狀態(tài)下不同橋梁的橋梁安全指標(biāo)參數(shù)，包括結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)疲勞狀態(tài)、結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)等；集群式橋梁安全監(jiān)控分析系統(tǒng)，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)分析模型得出的各個橋梁安全指標(biāo)參數(shù)，通過橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)、相關(guān)橋梁規(guī)范的對比、分析，以及相似環(huán)境不同結(jié)構(gòu)橋梁、相似結(jié)構(gòu)不同環(huán)境橋梁安全狀態(tài)的對比性分析，分別得出所監(jiān)控橋梁集群的安全狀態(tài)、壽命預(yù)測，以及統(tǒng)籌的維護(hù)保養(yǎng)策略和措施。上述基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)實(shí)時采集橋梁的安全狀態(tài)參數(shù)并生成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用無線方式上傳至橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心；橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心接收多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評估、比較及壽命預(yù)測，以及橋梁維護(hù)保養(yǎng)策略。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用在具體橋梁安裝橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，在后臺安裝橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心，并采用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而降低了施工難度與成本，監(jiān)控點(diǎn)的布置更為靈活。而且，可以設(shè)置多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均通過無線方式與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以此實(shí)現(xiàn)集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控。通過集群式橋梁安全監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對散布在較大區(qū)域內(nèi)的多座橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的橫向比較、統(tǒng)ー管理、徹底改變了以往單座橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)彼此之間無法實(shí)現(xiàn)信息共享的“信息孤島”局面，既便于對多座橋梁的統(tǒng)ー維護(hù)、管理，也便于對區(qū)域環(huán)境內(nèi)多座橋梁安全狀況的縱向、橫向分析比較與研究。


圖I是實(shí)施例中基于WI-FI通信技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例中橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示，包括設(shè)置于橋梁(1、2. . . n)上的橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)；設(shè)置于后臺的橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心；各子系統(tǒng)均通過WI-FI無線網(wǎng)絡(luò)與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如圖2所示，橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)設(shè)置有橋梁環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)，設(shè)置有風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器等，實(shí)時測量橋梁環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、氣壓等；橋梁整體變形監(jiān)控子系統(tǒng)，設(shè)置有GPS振動測量系統(tǒng)，測量橋梁整體振動參數(shù)；橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)カ應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)，設(shè)置有光纖光柵傳感系統(tǒng)用于結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)，通過對結(jié)構(gòu)動應(yīng)カ應(yīng)變的監(jiān)控，可以較好地掌握橋梁的受動態(tài)荷載(車輛、地震、臺風(fēng))下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)；數(shù)據(jù)預(yù)處理與無線發(fā)送系統(tǒng)，按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)形變參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到新建的數(shù)據(jù)存儲表，通過無線方式定期將橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到集群式橋梁安全監(jiān)控中心。設(shè)置有SAM9G10微處理器，用于按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)形變參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲表；WI-FI無線通信模塊，用于將數(shù)據(jù)存儲表中的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心。所述風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、海水鹽度傳感器分別通過D/A轉(zhuǎn)換模塊與SAM9G10微處理器相連接，所述無線通信模塊通過CAN接ロ與SAM9G10微處理器相連接，所述GPS變形測量系統(tǒng)通過CAN接ロ與SAM9G10微處理器相連接，所述橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有光纖光柵傳感系統(tǒng)，光纖光柵傳感系統(tǒng)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接ロ與SAM9G10微處理器相連接。所述光纖光柵傳感系統(tǒng)包括光纖光柵解調(diào)儀、應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器，應(yīng)カ傳感器、應(yīng)變傳感器均與光纖光柵解調(diào)儀相連接。如圖3所示，所述橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心設(shè)置有橋梁結(jié)構(gòu)分析模型，用于將每個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸入到對應(yīng)橋梁的結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算得出在當(dāng)前環(huán)境及受カ狀態(tài)下不同橋梁的結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)疲勞狀態(tài)、結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)、鋼筋銹蝕等橋梁安全指標(biāo)參數(shù)；集群式橋梁安全監(jiān)控分析系統(tǒng)，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)分析模型得出的各個橋梁安全指標(biāo)參數(shù)，通過橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)、相關(guān)橋梁規(guī)范的對比、分析，以及相似環(huán)境不同結(jié)構(gòu)橋梁、相似結(jié)構(gòu)不同環(huán)境橋梁安全狀態(tài)的對比性分析，分別得出所監(jiān)控橋梁集群的安全狀態(tài)、壽命預(yù)測，以及統(tǒng)籌的維護(hù)保養(yǎng)策略和措施。上述基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)實(shí)時采集橋梁的安全狀態(tài)參數(shù)并生成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用WI-FI方式上傳至橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心；橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心接收多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評估、比較及壽命預(yù)測，以及橋梁維護(hù)保養(yǎng)策略；發(fā)明的特點(diǎn)是橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心可同時顯示、分析多座橋梁的安全監(jiān)控狀況，便于決策者根據(jù)不同的經(jīng)費(fèi)預(yù)算，優(yōu)化統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)的橋梁集群維護(hù)保養(yǎng)；通過集群式橋梁安全監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對散布在較大區(qū)域內(nèi)的多座橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的橫向比較、統(tǒng)ー管理、徹底改變了以往單座橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)彼此之間無法實(shí)現(xiàn)信息共享的“信息孤島”局面，更便于對區(qū)域內(nèi)相似環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)橋梁或不同環(huán)境、相似結(jié)構(gòu)橋梁安全狀況的縱向、橫向分 析比較與研究，從而有利于促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)多座橋梁的養(yǎng)護(hù)與加固。
權(quán)利要求
1.基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 設(shè)置于橋梁上的橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，用于實(shí)時采集橋梁的安全狀態(tài)、參數(shù)并生成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用Wi-Fi方式上傳至橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心； 設(shè)置于后臺的橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心，用于接收橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評估、壽命預(yù)測，以及橋梁維護(hù)保養(yǎng)策略； 本發(fā)明基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)包括多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均通過無線方式與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心之間的通信方式為Wi-Fi通信方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)設(shè)置有 橋梁環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)時測量橋梁環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、氣壓等；橋梁整體振動監(jiān)控子系統(tǒng)，測量橋梁整體結(jié)構(gòu)沿縱、橫向振動參數(shù)； 橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)カ應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)； 數(shù)據(jù)預(yù)處理與無線發(fā)送系統(tǒng)，按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)形變參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到新建的數(shù)據(jù)存儲表，通過無線方式定期將橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到集群式橋梁安全監(jiān)控中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述橋梁環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有 風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、海水鹽度傳感器； 所述橋梁整體變形監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有GPS振動測量系統(tǒng)，測量橋梁整體結(jié)構(gòu)振動；所述橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置有電阻式應(yīng)カ應(yīng)變傳感系統(tǒng)或者光纖光柵傳感系統(tǒng)，均用于結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理與無線發(fā)送系統(tǒng)設(shè)置有 SAM9G10微處理器，用于按照測量橋梁環(huán)境參數(shù)、橋梁整體結(jié)構(gòu)振動參數(shù)、結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)應(yīng)カ應(yīng)變參數(shù)等各種不同參數(shù)的采集頻率要求，對原始參數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理，經(jīng)整理后，形成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲表；Wi-Fi通信模塊，用于將數(shù)據(jù)存儲表中的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心設(shè)置有 橋梁結(jié)構(gòu)分析模型，用于將每個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸入到對應(yīng)橋梁的結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算得出在當(dāng)前環(huán)境及受カ狀態(tài)下不同橋梁的橋梁安全指標(biāo)參數(shù)，包括結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)疲勞狀態(tài)、結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)； 集群式橋梁安全監(jiān)控分析系統(tǒng)，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)分析模型得出的各個橋梁安全指標(biāo)參數(shù)，通過橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)、相關(guān)橋梁規(guī)范的對比、分析，以及相似環(huán)境不同結(jié)構(gòu)橋梁、相似結(jié)構(gòu)不同環(huán)境橋梁安全狀態(tài)的對比性分析，分別得出所監(jiān)控橋梁集群的安全狀態(tài)、壽命預(yù)測，以及統(tǒng)籌的維護(hù)保養(yǎng)策略和措施。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟如下 橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)實(shí)時采集橋梁的安全狀態(tài)參數(shù)并生成橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用無線方式上傳至橋梁安 全實(shí)時監(jiān)控中心； 橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心接收多個橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的橋梁安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評估、比較及壽命預(yù)測，以及橋梁維護(hù)保養(yǎng)策略。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)。在橋梁安全實(shí)時監(jiān)控中心可同時顯示、分析多座橋梁的安全監(jiān)控狀況，便于決策者根據(jù)不同的經(jīng)費(fèi)預(yù)算，優(yōu)化統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)的橋梁集群維護(hù)保養(yǎng)；通過集群式橋梁安全監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對散布在較大區(qū)域內(nèi)的多座橋梁安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的橫向比較、統(tǒng)一管理、徹底改變了以往單座橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)彼此之間無法實(shí)現(xiàn)信息共享的“信息孤島”局面，更便于對區(qū)域內(nèi)相似環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)橋梁或不同環(huán)境、相似結(jié)構(gòu)橋梁安全狀況的縱向、橫向分析比較與研究，從而有利于促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)對多座橋梁的養(yǎng)護(hù)與加固。
文檔編號G05B19/418GK102621965SQ20121009626
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月3日
發(fā)明者宋金博 申請人:宋金博