[發(fā)明專利]一種遠程橋梁養(yǎng)護控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810337900.3
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108540560A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何仲昆;張勤君;劉錦波;密亞威
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波宏飛信息科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

本發(fā)明首先提供一種遠程橋梁養(yǎng)護控制系統(tǒng)，包括監(jiān)測模塊、后臺數(shù)據(jù)管理平臺、客戶端和互聯(lián)網(wǎng)，所述監(jiān)測模塊包括若干個傳感裝置和設(shè)有第三MCU網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述傳感裝置和網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)相互連接，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過移動網(wǎng)絡(luò)與后臺數(shù)據(jù)管理平臺連接，所述后臺數(shù)據(jù)管理平臺和客戶端與所述互聯(lián)網(wǎng)連接；其次提供一種遠程橋梁養(yǎng)護控制方法。本發(fā)明中的遠程橋梁養(yǎng)護控制系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通信技術(shù)，在橋梁上設(shè)置傳感裝置和網(wǎng)關(guān)節(jié)點，采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行通訊，實現(xiàn)橋梁安全數(shù)據(jù)信息的采集、儲存、顯示及預警，管理者通過智能客戶端即可遠程管理和控制系統(tǒng)，避免人為檢測，減少線路維修的工作量，節(jié)約了大量的資金和人力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠程橋梁養(yǎng)護控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

橋梁是我國重要的工程項目之一，對于我們交通事業(yè)以及經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有重大的意義，其中水泥混凝土構(gòu)建在橋梁建設(shè)中占有重要位置。水泥構(gòu)件強度性能受多方面影響，比如用水量、水泥礦物成分以及后期養(yǎng)護等。混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因為水泥水化作用的結(jié)果，而水化作用則需要適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件。當橋梁成型后，橋梁等結(jié)構(gòu)的溫度會隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化，材料的溫度變化將引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形，從而在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。因此，對大型橋梁的溫濕度參數(shù)進行監(jiān)測、診斷、控制及評價，從而及時發(fā)現(xiàn)并消除結(jié)構(gòu)的安全隱患，確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，是當前國際學術(shù)界和工程界普遍關(guān)注和高度重視的熱點。

當前對大型橋梁的溫濕度監(jiān)測就是采用傳感設(shè)備或者元件，監(jiān)測橋梁溫濕度參數(shù)，評價結(jié)構(gòu)的運營狀況，為維修、報警決策提供可靠的依據(jù)。測溫方式有接觸式和非接觸式兩種，數(shù)據(jù)傳輸方式分為總線式和光纖方式。

(1)接觸式橋梁溫度檢測：

常用的接觸式橋梁溫度檢測采用各類溫度傳感器，有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、晶體管溫度傳感器等，這些傳感器事先要進行標定。有的傳感器測量準確度還與導線長度、轉(zhuǎn)換開關(guān)的接觸電阻有關(guān)，有的則要求高穩(wěn)定、高準確度的放大器。有些傳感器的輸出為模擬信號，必須經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能由微處理器進行處理。目前大多采用數(shù)字式溫度傳感器。

(2)光纖傳感技術(shù)：

形變溫度監(jiān)測單元采用光纖光柵傳感技術(shù)，該系統(tǒng)主要由光纖光柵傳感系統(tǒng)、光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)、光纖通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)、信息處理和分析系統(tǒng)構(gòu)成。在該網(wǎng)絡(luò)中，不同類型的傳感器可以連接在同一個測量通道中，溫度傳感器的精度為0.5℃。網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃描頻率一般是1～200Hz。

(3)非接觸式路面溫度傳感技術(shù)：

紅外成像檢測技術(shù)是20世紀發(fā)展起來的一種新的無損檢測技術(shù)。紅外線是波長0.78～1000um的電磁波，任何高于絕對零度的物體都是紅外輻射源。當通過接收物體發(fā)出的紅外輻射，將其熱像顯示在圖片上，通過測量結(jié)構(gòu)表面的溫度場分布情況來判斷結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷。

對以上實現(xiàn)方案進行技術(shù)比較之后，各方案的不足在于：

(1)紅外成像測溫技術(shù)不利于工程應(yīng)用

紅外成像技術(shù)容易形成大容量數(shù)據(jù)，其傳輸方式對數(shù)據(jù)處理和分析存在局限性。

(2)有線方式存在多種技術(shù)問題

橋梁現(xiàn)場施工環(huán)境比較惡劣，常規(guī)的有線溫濕度檢測受到極大的限制，無法滿足溫濕度監(jiān)測點分布廣而且零散的需求。采用光纖方式，探頭和導線總體成本高；采用總線方式，更存在數(shù)量上限，系統(tǒng)能夠容納的測點少，數(shù)據(jù)誤差大，實時性低，無法滿足大體積混凝土的現(xiàn)代化施工要求，且多個傳感器的信號在總線上易于串擾。總線損壞，所有傳感器立即失效。

(3)只能現(xiàn)場辦公，不能遠程控制