[實用新型]基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統

有效

• 申請號: 201220138068.2
• 申請日: 2012-04-03
• 公開（公告）號: CN202694545U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 宋金博
• 申請（專利權）人: 宋金博
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/12;G01D21/02;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及橋梁安全實時監控技術領域，具體涉及一種基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統。

背景技術

橋梁建設是國家重要的基礎建設之一，橋梁工程是關系社會和經濟協調發展的生命線工程。橋梁建設的快速發展，巨大的資金投入，在經濟社會中的顯赫作用，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入老齡階段，一些橋梁早已出現各種病害，卻常年帶病運營，潛伏著巨大的安全隱患。此外，因當初的設計荷載標準與當今的實際荷載條件已不相當而帶來的結構安全的檢測評估問題；很多橋梁承載能力不足、橋面寬度不符合當前的行車要求。不及時消除橋梁建設、運行中的安全隱患，勢必造成經濟和人員的巨大損失，而不合理的、過早的改造又是一項巨大的經濟負擔，將耗費大量資金，并引發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，車毀人亡的橋梁事故時有發生。

為提高橋梁治理水平，更準確判定橋梁實際工作狀況，為橋梁加固或大修提供依據，在橋梁外觀病害檢查的基礎上，對現有服役橋梁進行安全監控，實時掌握橋梁安全狀態數據成為保障交通安全促進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。人工檢測監控不僅需要大量的人力物力，而且不能及時發現問題，不能完全滿足橋梁安全監控信息采集的需要。

橋梁安全實時監控系統采用應力、應變、位移、速度、加速度等力學傳感器，以及溫度、濕度等環境傳感器構成傳感網絡，通過現代通信技術將采集信息實時傳輸到信息中心分析和處理，從而實現對橋梁安全狀況的實時監控、分析、評估，以及危險橋梁的及時預警。

目前，國內外大型橋梁安全監控系統多針對單個橋梁進行數據采集與檢測，由于測點眾多且分布分散，彼此之間相距甚遠，且數據傳輸多通過有線網絡完成，不僅安裝布線麻煩、成本高，而且也難以實現對多個大型橋梁(橋梁集群)安全狀況的同時監控。

Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術。由于Wi-Fi的頻段在世界范圍內是無需任何電信運營執照的因此WLAN無線設備提供了一個世界范圍內可以使用的，費用極其低廉且數據帶寬極高的無線空中接口。Wi-Fi網絡技術的迅猛發展，為集群式橋梁安全監控提供了良好的通信網絡基礎。

本發明將Wi-Fi網絡技術運用于橋梁安全監控系統中，通過軟件和硬件的自主開發，實現集群式橋梁安全實時監控系統。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統，本系統采用在被監控的橋梁上安裝橋梁安全狀態數據采集與處理子系統，在后臺安裝橋梁安全實時監控中心，并采用Wi-Fi網絡技術來實現橋梁安全狀態數據采集與處理子系統與橋梁安全實時監控中心之間的數據傳輸，從而降低了施工難度與成本，監控點的布置更為靈活。

本發明目的還在于提供上述基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統的實現方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統，包括：

設置于橋梁上的橋梁安全狀態數據采集與處理子系統，用于實時采集橋梁的安全狀態參數并生成橋梁安全監控數據，采用無線方式上傳至橋梁安全實時監控中心：

設置于后臺的橋梁安全實時監控中心，用于接收橋梁安全狀態數據采集與處理子系統上傳的橋梁安全監控數據，并藉此得出安全狀態評估、比較及壽命預測，以及橋梁維護保養策略；

本基于Wi-Fi網絡技術的集群式橋梁安全實時監控系統包括多個橋梁安全狀態數據采集與處理子系統，各子系統均通過無線方式與橋梁安全實時監控中心進行數據傳輸。以此實現集群式橋梁安全實時監控。

所述橋梁安全狀態數據采集與處理子系統與橋梁安全實時監控中心之間的通信方式為Wi-Fi網絡技術。具體采用的接入形式，可根據橋梁、監控中心所在區域的具體通信方式的信號覆蓋面積與信號強度選擇。

具體的實現方案是：

所述橋梁安全狀態數據采集與處理子系統設置有：

橋梁環境監控子系統，實時測量橋梁環境參數，包括風向風速、溫濕度、氣壓等；

橋梁整體振動監控子系統，測量橋梁整體結構沿縱、橫向振動參數；

橋梁結構應力應變監控子系統，結構的動靜態應力應變參數；