一种基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法及系统与流程

本发明涉及多端传感同步，尤其涉及一种基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法及系统。

背景技术：

1、随着交通荷载的持续增长和环境因素的长期作用，桥梁结构易出现裂缝、变形、腐蚀等潜在病害，若未能及时发现并处置，可能引发严重安全事故。采用多设备协同方式，能够在多个排查点同步采集桥梁状态数据，提升排查的全面性与实时性，为后续隐患评估与养护决策提供可靠依据，从而有效降低桥梁运营风险。因此，排查公路桥梁隐患对于保障桥梁结构安全、延长桥梁使用寿命具有重要意义。

2、传统公路桥梁隐患排查多依赖人工目视检查或单一检测设备逐点测量，存在效率低、主观性强、数据一致性差等弊端。不同排查点的数据采集时间不一致，难以反映桥梁在同一时刻的整体状态；同时，各设备独立工作，缺乏时钟同步与数据融合机制，容易导致隐患值计算偏差或漏判。此外，传统方式下多源数据难以有效关联，跨排查点的隐患识别能力不足，无法实现协同分析与综合判断，影响了隐患排查的准确性和可靠性。因此，如何提高跨设备融合的公路桥梁隐患排查的准确性和可靠性成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法、计算机可读存储介质，其主要目的在于提高跨设备融合的公路桥梁隐患排查的准确性和可靠性。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法，包括：

3、接收桥梁隐患排查指令，基于所述桥梁隐患排查指令确认出待排查桥梁，在待排查桥梁上确认出m个排查点及m个排查设备，其中，排查点与排查设备一一对应，且每个排查设备均配备有n个传感器；

4、对m个排查设备进行时钟同步，得到m个同步设备，其中，同步设备与排查点一一对应；

5、对m个同步设备中每个同步设备均执行如下操作：

6、基于预设的协同采集协议，利用同步设备所配备的n个传感器对待排查桥梁进行协同数据采集，得到n个桥梁采集数据集，其中，每个桥梁采集数据集中均包含多个桥梁采集数据，且每个桥梁采集数据均标识有实际采集时间；

7、对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集，根据桥梁同步数据集计算所述桥梁同步数据集所对应排查点的隐患值；

8、汇总隐患值，得到m个隐患值，其中，隐患值与排查点一一对应；

9、根据所述m个排查点对m个隐患值进行跨设备融合，得到融合隐患值，根据融合隐患值及m个隐患值判断待排查桥梁的排查结果，其中，排查结果为存在隐患或不存在隐患，基于排查结果实现基于多设备协同的公路桥梁隐患排查。

10、可选地，所述对m个排查设备进行时钟同步，得到m个同步设备，包括：

11、确认m个排查设备中每个排查设备的设备时钟，得到m个待校正设备时钟，其中，待校正设备时钟与排查设备一一对应；

12、根据m个待校正设备时钟计算出参考时钟；

13、对m个待校正设备时钟中每个待校正设备时钟均执行如下操作：

14、计算待校正设备时钟与参考时钟的绝对差，得到绝对时钟差，比较绝对时钟差与预设的时钟差阈值的大小；

15、若绝对时钟差小于等于所述时钟差阈值，将所述绝对时钟差对应的排查设备作为同步设备；

16、否则，利用参考时钟对所述绝对时钟差对应的排查设备进行时钟校正，得到校正后设备，确认校正后设备对应的校正后设备时钟，当校正后设备时钟与参考时钟的绝对差小于等于所述时钟差阈值后，将所述绝对时钟差对应的排查设备作为同步设备；

17、汇总同步设备，得到m个同步设备。

18、可选地，所述根据m个待校正设备时钟计算出参考时钟，包括：

19、比较m与预设的分层阈值的大小，若m大于所述分层阈值，对m个待校正设备时钟进行聚类，得到a个待校正设备时钟组，其中，每个待校正设备时钟组中均包含多个待校正设备时钟；

20、对a个待校正设备时钟组中每个待校正设备时钟组均执行如下操作：

21、从待校正设备时钟组中依次提取出待校正设备时钟，将所述待校正设备时钟从待校正设备时钟组中剔除，得到剩余设备时钟组；

22、分别计算所提取的待校正设备时钟与剩余设备时钟组中待校正设备时钟的距离平方值，得到时钟距离平方值，汇总时钟距离平方值，得到多个时钟距离平方值，其中，时钟距离平方值与待校正设备时钟一一对应；

23、从多个时钟距离平方值中筛选出最小的时钟距离平方值，以所述最小的时钟距离平方值所对应的待校正设备时钟为聚类组参考时钟；

24、汇总聚类组参考时钟，得到a个聚类组参考时钟；

25、从a个聚类组参考时钟中确认出参考时钟。

26、可选地，所述利用同步设备所配备的n个传感器对待排查桥梁进行协同数据采集，得到n个桥梁采集数据集，包括：

27、获取n个传感器的桥梁采集配置表，其中，桥梁采集配置表中包括n个采集任务节点，且采集任务节点包括：采集频率及采集时段，其中，每个采集任务节点对应的采集频率不同，对应的采集时段相同；

28、基于所述n个采集任务节点对同步设备所配备的n个传感器进行任务绑定，得到n个传感器任务节点，其中，传感器任务节点包括：传感器及采集任务节点；

29、对n个传感器任务节点中每个传感器任务节点均执行如下操作：

30、利用传感器任务节点所对应的传感器，按照采集任务节点所对应的采集频率及采集时段，对待排查桥梁中同步设备所对应的排查点进行采集，得到桥梁采集数据集；

31、汇总桥梁采集数据集，得到n个桥梁采集数据集。

32、可选地，所述对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集，包括：

33、从n个桥梁采集数据集中依次提取出桥梁采集数据集，并对所提取的桥梁采集数据集执行如下操作：

34、设定当前时间，从所述桥梁采集数据集中确认出距离当前时间最近的实际采集时间及距离当前时间最远的实际采集时间，得到采集结束时间及采集起始时间；

35、以采集起始时间为区间起始时间，以采集结束时间为区间结束时间构建采集时间区间；

36、汇总采集时间区间，得到n个采集时间区间；

37、对n个采集时间区间执行交集操作，得到同步时间区间，根据预设的时间长度，将同步时间区间划分为b个子区间，其中，每个子区间均包含子区间中值；

38、利用b个子区间对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集。

39、可选地，所述利用b个子区间对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集，包括：

40、从n个桥梁采集数据集中依次提取出桥梁采集数据集，并对所提取的桥梁采集数据集执行如下操作：

41、从b个子区间中依次提取出子区间，遍历桥梁采集数据集中落入所述子区间内的桥梁采集数据，得到区间采集数据集，其中，区间采集数据集中包含一个或多个桥梁采集数据；

42、若区间采集数据集仅包含一个桥梁采集数据，则以所述桥梁采集数据为桥梁聚类数据；

43、否则，计算区间采集数据集中所有桥梁采集数据的均值，得到桥梁聚类数据；

44、汇总桥梁聚类数据，得到b个桥梁聚类数据，其中，桥梁聚类数据与子区间一一对应；

45、汇总n个桥梁采集数据集中每个桥梁采集数据集对应的b个桥梁聚类数据，得到c个桥梁聚类数据，其中，c等于b乘n；

46、根据b个子区间，将c个桥梁聚类数据划分为b个桥梁聚类数据组，其中，每个桥梁聚类数据组中的桥梁聚类数据对应的子区间均相同；

47、对b个桥梁聚类数据组中每个桥梁聚类数据组均执行如下操作：

48、计算桥梁聚类数据组所包含桥梁聚类数据的均值，得到桥梁同步数据，汇总桥梁同步数据，得到桥梁同步数据集。

49、可选地，所述根据桥梁同步数据集计算所述桥梁同步数据集所对应排查点的隐患值，包括：

50、确认出桥梁同步数据集所对应n个传感器的类型，得到传感器类型；

51、利用所述传感器类型，在预构建的隐患映射表中检索出所述传感器类型对应的f组映射关系，其中，每组映射关系均包含一个映射区间及一个映射值；

52、从桥梁同步数据集中依次提取出桥梁同步数据，利用所述桥梁同步数据，在f组映射关系中确认出对应的映射值，其中，所述桥梁同步数据位于映射值对应的映射区间内；

53、汇总映射值，得到映射值集，从映射值集中确认出最大的映射值，以所述最大的映射值为隐患值。

54、可选地，所述根据所述m个排查点对m个隐患值进行跨设备融合，得到融合隐患值，包括：

55、确认出待排查桥梁的桥梁结构，根据所述桥梁结构，确认出m个排查点中每个排查点对应的影响系数，得到m个结构影响系数，其中，结构影响系数与排查点一一对应；

56、计算m个结构影响系数的和值，得到综合结构影响系数，分别计算m个结构影响系数中每个结构影响系数与综合结构影响系数的比值，得到m个点权重，其中，点权重与排查点、隐患值一一对应；

57、利用m个点权重及m个隐患值计算融合隐患值，计算公式如下所示：

58、

59、其中，表示所述融合隐患值，表示m个隐患值中第个隐患值，表示m个隐患值中第个隐患值对应的点权重。

60、可选地，所述根据融合隐患值及m个隐患值判断待排查桥梁的排查结果，包括：

61、根据融合隐患值及m个隐患值计算隐患指示值，计算公式如下所示：

62、

63、其中，表示所述隐患指示值，表示所述融合隐患值，表示预设的隐患阈值，表示m个隐患值中第个隐患值，表示预设的单点隐患阈值，()表示预设的指示函数，当条件成立时返回1，否则返回0，表示阈值标识符；

64、若隐患指示值不为0，则将待排查桥梁的排查结果确认为存在隐患；

65、否则，将待排查桥梁的排查结果确认为不存在隐患。

66、为实现上述目的，本发明还提供一种基于多设备协同的公路桥梁隐患排查系统，包括：

67、排查设备部署模块，用于接收桥梁隐患排查指令，基于所述桥梁隐患排查指令确认出待排查桥梁，在待排查桥梁上确认出m个排查点及m个排查设备，其中，排查点与排查设备一一对应，且每个排查设备均配备有n个传感器；

68、设备时钟同步模块，用于对m个排查设备进行时钟同步，得到m个同步设备，其中，同步设备与排查点一一对应；

69、协同采集模块，用于基于预设的协同采集协议，利用同步设备所配备的n个传感器对待排查桥梁进行协同数据采集，得到n个桥梁采集数据集，其中，每个桥梁采集数据集中均包含多个桥梁采集数据，且每个桥梁采集数据均标识有实际采集时间；

70、对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集，根据桥梁同步数据集计算所述桥梁同步数据集所对应排查点的隐患值；

71、跨设备融合模块，用于汇总隐患值，得到m个隐患值，其中，隐患值与排查点一一对应；

72、根据所述m个排查点对m个隐患值进行跨设备融合，得到融合隐患值，根据融合隐患值及m个隐患值判断待排查桥梁的排查结果，其中，排查结果为存在隐患或不存在隐患，基于排查结果实现基于多设备协同的公路桥梁隐患排查。

73、为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

74、存储器，存储至少一个指令；

75、处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法。

76、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于多设备协同的公路桥梁隐患排查方法。

77、本发明为解决背景技术所述问题，本发明接收桥梁隐患排查指令，基于所述桥梁隐患排查指令确认出待排查桥梁，在待排查桥梁上确认出m个排查点及m个排查设备，其中，排查点与排查设备一一对应，且每个排查设备均配备有n个传感器，对m个排查设备进行时钟同步，得到m个同步设备，其中，同步设备与排查点一一对应，可见本发明通过对设备时钟进行分层聚类同步，降低了时钟校正的计算量，通过自适应调整同步精度，确保各排查设备在统一时间基准下采集桥梁数据，从而为后续桥梁数据的时序对齐与跨设备融合奠定基础，有效提高了桥梁隐患排查的准确性与时效性，基于预设的协同采集协议，利用同步设备所配备的n个传感器对待排查桥梁进行协同数据采集，得到n个桥梁采集数据集，其中，每个桥梁采集数据集中均包含多个桥梁采集数据，且每个桥梁采集数据均标识有实际采集时间，可见本发明通过桥梁采集配置表规范多传感器协同采集，同类型传感器设不同频率、相同时段，实现高频捕捉瞬态变化，低频减少数据冗余，且统一时段确保时间轴对齐，便于后续时序同步与融合，提升了桥梁隐患排查的准确性和处理效率,对n个桥梁采集数据集进行时序同步，得到桥梁同步数据集，根据桥梁同步数据集计算所述桥梁同步数据集所对应排查点的隐患值，可见本发明通过隐患映射表将传感器采集的数值数据转化为隐患值，实现了对待排查桥梁在排查点隐患程度的量化评估，汇总隐患值，得到m个隐患值，其中，隐患值与排查点一一对应，根据所述m个排查点对m个隐患值进行跨设备融合，得到融合隐患值，根据融合隐患值及m个隐患值判断待排查桥梁的排查结果，其中，排查结果为存在隐患或不存在隐患，基于排查结果实现基于多设备协同的公路桥梁隐患排查，可见本发明通过将环境因素的偏离率按正负分类并分别采用连乘与求和运算进行动态阈值调整，使隐患阈值能够自适应反映不同环境条件对桥梁检测数据的影响，解决了固定阈值在环境因素变化情况下易导致误报或漏报的问题，提升了桥梁隐患排查在不同环境条件下的准确性和可靠性。因此，本发明可提高跨设备融合的公路桥梁隐患排查的准确性和可靠性。