一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统的制作方法

1.本发明属于监测和预警技术领域，特别是涉及一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统。


背景技术：

2.现有的桥梁健康检测系统存在着下述问题：
3.1.操作方法简单
4.常规监测是采用在被监测桥梁上贴监测点，通过间断性测量来比对数据，从而分析被监测桥梁的变化情况，不能对桥梁健康状况进行实时监测，及时反映桥梁健康老化情形；
5.2.信号传导缓慢
6.通过测量和分析后，才能知道被监测桥梁变形情况，无法实现动态、实时传递数据；
7.3.监测费用较高
8.由于采用间断性测量来采集和比对数据，监测费用随着监测频率的增加而增加；
9.4.实施精度不能保证
10.人为的测量和数据统计，在大量数据重复叠加的情况下，统计过程中容易出现精度问题。
11.由于现有桥梁健康监测系统存在的上述问题，导致了因桥梁老化未及时发现而坍塌的事故屡有发生，随着进入老龄化桥梁的越来越多，如何对桥梁进行全方位监测是一项重要的使命。
12.经过科学的分析总结得出的结论是，随着桥梁使用寿命的不断延伸，桥梁结构承载能力有显著的衰减现象，桥梁坍塌破坏与结构承载能力的显著衰减有关，而科学监测其承载能力的衰退趋势，需要大量数据的累计和分析。而且随着结构体规模越来越大，结构物数量越来越多，建设复杂度越来越大，组成结构健康监测系统对应的传感网络采集、传输、存储的数据量趋近饱和，桥梁用户缺乏专业技术能力对监测数据进行有效的分析管理，海量数据分析、计算能力缺失，结构健康模型建立、智能诊断能力弱，等诸方面原因影响下，使得桥梁结构监测和预警方面不尽人意。
13.建立一套科学完善的桥梁结构健康监测和预警机制，依托云技术低成本实现桥梁寿命周期中数据变化的全程监控，可有效来应对桥梁运营期结构变化趋势管理，实现全天候监控多变自然气候、突发性紧急事故的应急管理，解决现有的桥梁结构健康监测平台面临的问题是一个重要且有意义的课题。


技术实现要素：

14.本发明的目的是要提供一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统，通过引入云计算技术，融合传统的桥梁结构监测技术手段，解决现有桥梁健康监测方案设计中的不足。
15.本发明是通过以下技术方案实现的：
16.一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统，包括桥梁结构监测系统、环境监测系统、数据采集装置、本地服务器、云端中央处理器、专家分析模块、云端存储模块、管理中心终端装置和报警装置。
17.所述桥梁结构监测系统、环境监测系统分别连接数据采集装置；
18.所述数据采集装置连接本地服务器；
19.所述本地服务器连接云端中央处理器；
20.所述云端中央处理器和所述本地服务器分别连接报警模块；
21.所述云端中央处理器分别连接专家分析模块、云端存储模块和管理中心终端装置；
22.优选地，所述本地服务器是云技术虚拟服务器；
23.可选地，所述本地服务器是物理服务器；
24.优选地，所述桥梁结构监测系统包括结构索力监测传感器、应力应变监测传感器、变形监测传感器以及振动监测传感器；
25.优选地，所述环境监测系统包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、风向传感器、风力传感器；
26.优选地，所述报警装置包括声、光、屏幕报警装置；
27.优选地，所述管理中心终端装置包括用户pc、平板电脑和智能手机；
28.优选地，还包括桥梁钢结构焊缝监测系统；
29.进一步地，所述桥梁钢结构焊缝监测系统包括超声波焊缝监测装置，所述超声波焊缝监测装置与所述本地服务器连接。
30.本发明有如下有益效果：
31.1，除了采用多种传感器监测桥梁病损特征信号和环境参数，可以快速实时监测桥梁的健康状况，及时预警。
32.2，基于云技术的桥梁监测系统架构方案采用虚拟机替代物理服务器，云平台提供了虚拟机服务器，无需建立实体的监控中心，而是基于云平台搭建虚拟监控中心，硬件资源和操作系统软件等均由云服务提供商提供，可极大减少初期投资，而且基于云技术的桥梁监测系统，按需获取资源，可以在使用过程中根据业务规模变化情况调整资源配置，切实提高了资源效率还可以提高资源效率，另外用户只需要从云服务提供商获取资源即可，无需对资源进行任何的管理和维护，大大降低管理成本。
33.3，通过云技术建构的平台，可以调用更多的资源，对桥梁安全状况进行评估，及时快速的发出预警信号，提高桥梁安全运营水平。
34.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些具体实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为；本发明一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统的结构框图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.请参阅图1所示，本发明一种基于云技术的桥梁结构监测和预警系统，包括桥梁结构监测系统、环境监测系统、数据采集装置、本地服务器、云端中央处理器、专家分析模块、云端存储模块、用户终端装置和报警装置。
39.桥梁结构监测系统、环境监测系统分别连接数据采集装置，数据采集装置连接本地服务器，本地服务器连接云端中央处理器，云端中央处理器和所述本地服务器分别连接报警模块，云端中央处理器分别连接专家分析模块、云端存储模块和用户终端装置；
40.通过传感器进行桥梁的各项数据的检查，并通过传感器信号采集模块实现传感器模块检测的各项数据的汇聚，上传到本地服务器，实现对采集的各项数据的分析和处理，当检测的数据超过阈值时，报警模块进行报警，另外本地服务器将数据传输至云端中央处理器，专家分析模块进行对数据的在线分析，作出综合判断，对于桥梁安全有危害的问题及时报警。
41.桥梁结构监测系统包括且不限于结构索力监测传感器、应力应变监测传感器、变形监测传感器以及振动监测传感器，用于监测桥梁建筑结构的荷载效应，并将相应的物理量转换成电信号；
42.环境监测系统包括不限于温度传感器、湿度传感器、水位传感器、风向传感器、风力传感器，用于检测对桥梁的运行有较大影响的环境参数，并将相应的物理量转换成电信号；
43.报警装置包括声、光、屏幕等多种报警装置；
44.用户终端装置包括用户pc、手提电脑和智能手机，当用户需要时，通过移动端装置随时调用云端数据；
45.其中的专家分析模块采用传感器监测参数加权评估判断桥梁健康状况，具体如表1：
46.序号监测项目检测项目权重1温度12湿度13风力24水位25支座位移126结构应力应变307振动加速度188节点焊缝249索力监测10
10
ꢀꢀ
47.表1各传感器监测项目权重
48.在专家分析模块中采用将各监测参数做权重处理后加权的方法，对监测的桥梁进行健康评估，评分高的表示健康状态较好，而且随着使用的延续，对桥梁的健康评分做纵向比较，及时判断桥梁使用寿命的老化。
49.一个实施例是还包括桥梁钢结构焊缝监测系统，桥梁钢结构焊缝监测系统采用超声波焊缝监测装置，通过对桥梁钢结构焊缝进行定期或不定期的检测，并将测得的数据上传本地服务器以及其后的云端服务器，由专家分析系统作出判断。
50.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。
51.显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。