[發(fā)明專(zhuān)利]基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210096267.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102621965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋金博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 宋金博
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁安全實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式橋梁安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

橋梁建設(shè)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，橋梁工程是關(guān)系社會(huì)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(huì)中的顯赫作用，使得人們對(duì)橋梁的安全性、耐久性越來(lái)越重視。與此同時(shí)，我國(guó)的橋梁面臨著與國(guó)際上眾多國(guó)家的橋梁同樣的問(wèn)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(yíng)，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(lái)的結(jié)構(gòu)安全的檢測(cè)評(píng)估問(wèn)題；很多橋梁承載能力不足、橋面寬度不符合當(dāng)前的行車(chē)要求。不及時(shí)消除橋梁建設(shè)、運(yùn)行中的安全隱患，勢(shì)必造成經(jīng)濟(jì)和人員的巨大損失，而不合理的、過(guò)早的改造又是一項(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(huì)問(wèn)題。超期超載使用的各種危橋、舊橋不在少數(shù)，車(chē)毀人亡的橋梁事故時(shí)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(duì)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(huì)和諧的重大課題。

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于橋梁的安全檢測(cè)一直以人工方法為主。人工檢測(cè)監(jiān)控不僅需要大量的人力物力，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不能完全滿(mǎn)足橋梁安全監(jiān)控信息采集的需要。

橋梁安全實(shí)時(shí)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(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)將采集信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)叫畔⒅行姆治龊吞幚恚瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)橋梁安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、評(píng)估，以及危險(xiǎn)橋梁的及時(shí)預(yù)警。

目前，國(guó)內(nèi)外大型橋梁安全監(jiān)控系統(tǒng)多針對(duì)單個(gè)橋梁進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)，由于測(cè)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(guò)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(duì)多個(gè)大型橋梁(橋梁集群)安全狀況的同時(shí)監(jiān)控。

Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。由于Wi-Fi的頻段在世界范圍內(nèi)是無(wú)需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的因此WLAN無(wú)線設(shè)備提供了一個(gè)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(wú)線空中接口。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(guò)軟件和硬件的自主開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)集群式橋梁安全實(shí)時(shí)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(shí)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(tái)安裝橋梁安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，并采用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)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(shí)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(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)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(shí)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(shí)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(wú)線方式上傳至橋梁安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心：

設(shè)置于后臺(tái)的橋梁安全實(shí)時(shí)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(píng)估、比較及壽命預(yù)測(cè)，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(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括多個(gè)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(guò)無(wú)線方式與橋梁安全實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)監(jiān)控中心之間的通信方式為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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(hào)覆蓋面積與信號(hào)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(shí)測(cè)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(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，測(cè)量橋梁整體結(jié)構(gòu)沿縱、橫向振動(dòng)參數(shù)；

橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)；