[發明專利]一種橋梁位移監測系統及其監測方法

無效

• 申請號: 201310343582.9
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103398682A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 白植舟;朱衛;王冰
• 申請（專利權）人: 寧波海創天下信息科技有限公司
• 主分類號: G01B15/06
• 分類號: G01B15/06
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

技術領域

本發明涉及橋梁結構健康監測技術領域，具體而言，涉及一種橋梁位移監測系統及其監測方法。

背景技術

隨著我國社會經濟的發展、科學技術的進步以及交通運輸的需求，許多不同類型的橋梁應運而生。橋梁往往是交通路線上的樞紐，直接關系到社會公共安全，其服務期限往往長達數十年，甚至上百年，若發生了安全隱患未能及時預警，極端情況下易引發災難性的事故，給人民生命財產和社會資源造成巨大損失。相應地，《國家中長期科技發展規劃綱要》也已將公共安全健康及危險監測等納入了國家戰略發展方向。而隨著交通運輸量的增大，行車密度、行車速度和車輛載重也越來越大，尤其是推行拖掛運輸和集裝箱運輸后，重型車輛日益增多，這些因素均容易導致橋梁產生過大變形或吊空，影響到車輛行駛的舒適性和穩定性，更會危害橋梁安全。因此，為了保障橋梁的安全性，對于橋梁這類重要的基礎設施急需采用高效的技術手段監測和評定其安全狀況。監測橋梁變形可以有效反映橋梁結構的工作狀況，通過變形監測提供橋梁的健康狀況預警，有利于橋梁管理部門及早發現橋梁病害，確定橋梁損傷部位并進行定性和定量分析，為維修養護和管理決策提供依據和指導，另外橋梁管理部門要做到提前預警、防止事故發生是一項需要長期進行的工作，其意義重大。

北斗衛星導航系統是我國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統（GNSS），我國完全自主知識產權利用北斗衛星導航系統的GNSS高精度測量技術，該技術已經應用于國防事業中衛星、導彈的測軌等。經進一步轉化，可在關系民生的危險預警中發揮重要作用，目前還沒有利用該技術對橋梁變形進行監測。橋梁變形監測需要根據橋梁類型、變形特點等因素來確定變形監測內容、監測精度和監測方法。相關技術中橋梁的變形監測方法主要有兩大類：一是物理學傳感器方法；二是常規的大地測量方法。物理傳感器方法只能觀測有限的局部變形，常規的大地測量方法，工作量大、效率低、受氣候的影響大，并要求監測點與基點通視，難以對橋梁進行實時、精確、無線遠距離測量。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種橋梁位移監測系統及其監測方法。

本發明提供了一種橋梁位移監測系統，該系統包括：橋梁位移監測裝置、通信裝置、數據管理中心和用戶端，所述橋梁位移監測裝置通過無線電通信模塊將監測橋梁的信號傳輸至通信裝置，通信裝置通過無線電通信模塊將信號傳輸至數據管理中心，數據管理中心將信號解算后傳輸至用戶端。

進一步的，所述橋梁位移監測裝置包括一個固定在橋梁外的參考站和多個安裝在橋梁、橋墩的測量站，所述參考站和測量站內均安裝有GNSS接收機。

進一步的，所述通信裝置包括通信站和通信控制器，通信站通過無線電通信模塊接收所述橋梁位移監測裝置發送的信號，且連接通信控制器并轉發信號至通信控制器。

進一步的，所述數據管理中心包括網關服務器和中心解算服務器，網關服務器通過無線電通信模塊接收所述通信控制器傳輸的信號，且連接中心解算服務器并發送信號至中心解算服務器，中心解算服務器將解算后的數據傳輸至用戶端。

進一步的，所述無線電通信模塊包括GPRS無線網絡或CDMA無線網絡。

進一步的，所述用戶端為監控計算機。

本發明還提供了一種橋梁位移監測系統的監測方法，該監測方法包括以下步驟：

步驟101：安裝測量站和參考站，測量站和參考站內的GNSS接收機接收來自北斗衛星導航系統監測到的信號，然后通過無線電通信模塊將信號傳輸至通信裝置；

步驟102：通信裝置內的通信站接收來自測量站和參考站發來的信號，并將該信號轉發至通信控制器，通信控制器接收信號后，按照信號時間將接收到的信號拼為一幀數據，并將該數據通過無線電通信模塊傳送至數據管理中心；

步驟103：數據管理中心內的網關服務器將接收到的數據分發至中心解算服務器，中心解算服務器對接收到的數據進行解算，并將解算后的數據傳輸至用戶端；

步驟104：用戶端的計算機接收數據，通過計算機可實時觀測被測橋梁的狀態。

進一步的，步驟101中，測量站和參考站內的GNSS接收機接收來自衛星導航系統監測到的信號包括載波相位信號和ID號碼。

進一步的，步驟103中，數據管理中心內的網關服務器將接收到的數據分發至中心解算服務器，中心解算服務器對接收到的數據進行解算的方法為：中心解算服務器通過載波相位差分技術計算出測量站相對于參考站的經度、緯度、高度在一定的時間段內的三維坐標。