[發明專利]城市重大交通基礎設施集群監測及成套管養系統

無效

• 申請號: 201210489314.3
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103049480A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 羅曉峰;邢國徽
• 申請（專利權）人: 浙江工業職業技術學院
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;H04L29/08;H04L12/46
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發明涉及一種基于全壽命的城市重大交通基礎設施集群監測及成套管養系統。?

背景技術

諾貝爾經濟學獎獲得者斯蒂格利茨把我國的城市化與美國的高科技并列為影響21世紀人類發展進程的兩大關鍵因素。激烈的城市化進程托起了我國經濟的騰飛與全球最大規模的交通基礎設施建設，已經建成（包括在建）一大批舉世矚目的橋梁、隧道、高架道路等城市標志性的重大交通基礎設施：如杭州灣跨海大橋（世界最長的跨海大橋，36km）；蘇通長江大橋（世界最大跨度的斜拉橋，1088m）；秦嶺終南山隧道西安至柞水段（世界上最長的雙洞高速公路隧道，單洞長18.02km）等。這些關系國計民生的基礎工程或標志性工程，其投資規模和社會影響巨大，在其整個生命周期中，受環境載荷作用、疲勞、腐蝕和材料老化等不利因素的影響，結構不可避免地產生損傷積累，這對公眾的安全構成了極大的威脅，甚至導致突發事件。如2007年8月1日美國明尼蘇達州密西西比河的大橋發生坍塌；2009年5月17日我國株洲紅旗路高架快速路倒塌；2010年3月19日我國內蒙古新旗下營隧道塌方。同時我國也是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，在各類自然災害如地震、臺風、暴雨等影響下，這些城市交通生命線工程如果遭受破壞，會引起一連串災難性后果，導致整個城?市應急及管理系統的癱瘓。如2008年5月12日我國汶川地震中，道路與橋梁的破壞導致交通受阻，搶險救災的物資和人員無法進入災區，造成了巨大的人員和財產損失。因此，對這些城市重大交通基礎結構實施壽命周期內的實時在線的信息化監測，并對結構安全做出實時安全評估，實現對突發事件的預警,提前采取應急處置措施，避免或減少人民生命財產損失具有重要的意義。預防性的信息化管理將是最高層次的現代城市的安全理念。結構的全壽命監控理論認為，結構監測的時間應向前延伸，對結構壽命周期的每個階段（設計階段-施工階段-運營階段-報廢拆除）均應進行有效控制，特別是在事故多發階段如施工階段和運營階段設置過程監控系統。目前，對在役的少量長大橋梁、隧道等結構已經開展了相關的在線監測及安全預警研究，發揮了一定的積極作用，但這些監測系統都為單一的監測系統，各系統間缺乏溝通與整合；城市具有明顯的空間地域特征，監測系統的空間地域覆蓋面不夠，單一監測系統容易形成“信息孤島”，無法為保障城市交通基礎設施整體安全提供有效的支持；信息的利用率不足，缺乏對監測數據的分析處理，與之配套的狀態反演和評估體系都不健全。所有這些都制約著城市交通基礎設施的安全信息化管理的發展。?

發明內容

為了克服現有監測系統的單一性，各系統間缺乏溝通與整合、監測系統的空間地域覆蓋面不夠，無法為保障城市交通基礎設施整體安全提供有效的支持，信息的利用率不足，缺乏對監測數據的分析處理，與之配套的狀態反演和評估體系都不健全等缺點，本發明提供一種基?于全壽命的城市重大交通基礎設施集群監測及成套管養系統。?

本發明采用的技術方案是：?

一種城市重大交通基礎設施集群監測及成套管養系統，其特征在于：所述系統包括：?

在線監測模塊，用于管理橋梁建造信息、幾何信息、監測信息和分析結果全部數據，承擔著數據的存貯、備份、修改、刪除及查詢功能；?

數據分析及處理模塊，用于通過傳感器模塊對經過預處理的監測數據進行對比、統計分析，列表或圖形化顯示各種載荷和環境因素作用下的結構狀態的變化，形成橋梁的健康檔案；?

預警評估模塊，用于依據設計文件、現場監測數據、相關的規范及標準、以往運營以及管理維護方面的信息，對結構的運營狀態進行評價，分析結構的安全性、適用性及耐久性；?

決策支持模塊，用于對橋梁的運營狀態評價、易損性分析，為養護維修提供決策支持；?

監測系統控制管理與維護模塊，對集群監測系統自身的運行狀態進行監控及管理。

進一步，所述在線監測模塊包括結構監測數據庫、數據管理模塊和數據分析模塊。

進一步，所述預警評估模塊包括結構狀態評估和結構壽命預測。?

進一步，所述在線監測模塊、數據分析及處理模塊、預警評估模?塊、決策支持模塊以及監測系統控制管理與維護模塊之間以系統集群管理平臺為中心，以服務器作為后臺數據庫且通過城市網絡和人機交互的方式相互建立通訊和聯系。?

進一步，所述系統集群管理平臺以城市VPN網絡為平臺，通過城市橋梁、城市高架、隧道分布的監測站采集相應數據，建立結構監測數據庫，通過數據分析，對結構進行狀態評估及壽命預測，并進行系統控制管理與維護的決策支持。?