[發(fā)明專利]一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910946961.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-07
• 公開（公告）號(hào): CN110926523A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宜春;楊豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海黑山科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G01M99/00;G06Q10/06;G06Q10/00;H04L29/08;G08C23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了鐵路橋梁技術(shù)領(lǐng)域的一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)，包括橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)、橋梁安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)和車載信息中心，橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括光纖溫度傳感器、光纖位移傳感器、光纖加速度傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和光纖靜力水準(zhǔn)儀，橋梁附近設(shè)有監(jiān)測(cè)站；本發(fā)明通過集成了橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)、橋梁安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)、車載信息中心等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的沉降、應(yīng)力、振動(dòng)、位移、溫度分布等病害和參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)病害的特點(diǎn)，采用基礎(chǔ)差異性沉降和變位監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)梁體變形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，確保行車安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路橋梁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

運(yùn)營(yíng)高鐵橋梁鄰近有工程活動(dòng)時(shí)，要求對(duì)可能影響到的橋梁基礎(chǔ)做必要的水平向及豎向變形監(jiān)測(cè)，這類監(jiān)測(cè)通過建立精密測(cè)量控制網(wǎng)，利用全站儀、水準(zhǔn)儀等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量監(jiān)控；

對(duì)某些技術(shù)復(fù)雜的大型橋梁，為在結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)萌芽階段時(shí)提前預(yù)警，并為養(yǎng)護(hù)決策提供數(shù)據(jù)與信息支持，降低后期檢修工作的難度及工作量，通過在橋梁建設(shè)初期加裝傳感器、攝像機(jī)等傳感設(shè)備，建立集荷載源監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、報(bào)警與評(píng)估為一體的系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容涵蓋了風(fēng)速風(fēng)向、環(huán)境溫濕度、結(jié)構(gòu)應(yīng)變、結(jié)構(gòu)溫度、結(jié)構(gòu)振動(dòng)、撓度、轉(zhuǎn)角、空間位移、梁縫位移、支座位移、視頻等。其涵蓋的技術(shù)包括：

結(jié)構(gòu)傳感技術(shù)：傳感技術(shù)從最初的電阻應(yīng)變片與拉線式位移計(jì)測(cè)量，發(fā)展到了現(xiàn)在的多類型智能傳感，比如光纖傳感、無線傳感、基于生物的傳感等。各類硬件發(fā)展完善，抗電磁干擾、穩(wěn)定性與耐久性等指標(biāo)逐漸達(dá)到實(shí)用要求。除對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)(結(jié)構(gòu)應(yīng)變場(chǎng)、線形、位移、加速度等)，還可對(duì)結(jié)構(gòu)環(huán)境(交通荷載、環(huán)境氣象(溫度、風(fēng)速)等)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

檢測(cè)、測(cè)試技術(shù)：電磁類、聲發(fā)射類等各類型無損檢測(cè)技術(shù)配合目視等常規(guī)檢測(cè)手段，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的一般性能調(diào)查；荷載試驗(yàn)可針對(duì)特殊需求如結(jié)構(gòu)的承載能力評(píng)估進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)性能測(cè)試和評(píng)價(jià)；基于環(huán)境振動(dòng)的實(shí)時(shí)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為評(píng)判結(jié)構(gòu)的時(shí)變特性如劣化過程等提供了必要數(shù)據(jù)；沖擊振動(dòng)與基于移動(dòng)車輛快速測(cè)試的方法在工程實(shí)際中也有一定的應(yīng)用。基于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種復(fù)雜惡劣條件下高速鐵路橋梁安全感知與預(yù)警系統(tǒng)，包括橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)、橋梁安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)和車載信息中心，所述橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括光纖溫度傳感器、光纖位移傳感器、光纖加速度傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和光纖靜力水準(zhǔn)儀，橋梁附近設(shè)有監(jiān)測(cè)站，所述監(jiān)測(cè)站中設(shè)有光纖傳感分析儀，所述光纖溫度傳感器、光纖位移傳感器、光纖加速度傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和光纖靜力水準(zhǔn)儀的信號(hào)輸出端均通過光纖與光纖傳感分析儀的信號(hào)輸入端電性連接，所述光纖傳感分析儀的信號(hào)輸出端與所述橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)的信號(hào)輸入端電性連接；

所述橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)包括計(jì)算機(jī)以及不間斷電源與以太網(wǎng)連接設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)中裝有分析處理橋梁數(shù)據(jù)的橋梁安全監(jiān)測(cè)軟件；

所述橋梁安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)包括云平臺(tái)服務(wù)器和橋梁安全數(shù)據(jù)分析軟件，所述橋梁安全數(shù)據(jù)分析軟件安裝在云平臺(tái)服務(wù)器上，所述橋梁安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)包括安全感知預(yù)警、運(yùn)維決策支持、全局安全評(píng)估和應(yīng)急處理支持；

所述車載信息中心包括安裝在列車上的通訊設(shè)備和列車原有的安全控制系。

優(yōu)選的，具體步驟如下：

第一步，橋梁安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集