[发明专利]在线可视化创建和管理桥梁监测平台

权利要求书

1.一种在线可视化创建和管理桥梁监测平台，其特征在于，用户无需编程，即可通过界面配置快速将传感器硬件数据接入桥梁监测平台，实现对桥梁监测数据的接入和管理；整个监测平台适用于桥梁整个运营生命周期，还能够接入桥梁日常巡查数据、桥梁定期检查数据，桥梁CT检测数据；桥梁类型：支持立交桥、悬索桥、斜拉桥、连续刚构桥桥型；监测指标：用于桥梁实时监测，挠度、应力应变、伸缩缝位移、车流量、风速风向、塔偏、支座滑移；

在线可视化创建和管理桥梁监测平台包括：桥梁监测传感模块、桥梁监测分析模块和桥梁监测三维可视模块；

所述桥梁监测传感模块，用于对前端采集传感器进行远程配置；所述桥梁监测传感模块包括：

传感器监测指标配置子模块，用于配置传感器监测类型；所述传感器监测类型包括挠度传感器、温度传感器、湿度传感器、伸缩缝位移传感器、车流量传感器、塔偏位移传感器、风速风向传感器、震动传感器、索力传感器、空间GPS和应变传感器中的一种或两种以上；

传感器采集参数设定子模块，用于远程设定传感器采集参数；所述传感器采集参数包括采集数据时间段、刷新频率和采集频率；

传感器数据绑定子模块，用于将传感器监测类型与数据采集表进行绑定；绑定之后，传感器按采集参数采集的监测数据回传至所述数据采集表；

传感器数据显示子模块，用于显示传感器采集数据，包括采集时间，采集区间段最大值、最小值和平均值；

所述桥梁监测分析模块，用于对前端传感器采集的监测数据进行预处理、分析和预警，对桥梁安全状态进行评估；

所述桥梁监测分析模块包括：

数据预处理评估子模块，用于对所述数据采集表回传的原始监测数据进行预处理，得到预处理后的实际监测数据；然后对所述实际监测数据进行评估分析，得到监测数据分析结果；

数据预警子模块，当数据分析子模块的分析结果存在警情时，所述数据预警子模块按预警等级进行预警；

报告报表生成子模块，用于将所述数据分析子模块分析得到的结果生成报告报表；

所述桥梁监测三维可视模块，用于显示桥梁三维模型和显示实时数据状态；

所述桥梁监测三维可视模块包括桥梁数据切换栏，三维主界面、安全状态面板、监测指标面板、告警预报面板、实时数据面板和测点信息菜单栏；通过所述桥梁数据切换栏，切换到其他桥梁；通过所述三维主界面，显示桥梁三维模型；通过所述安全状态面板，显示桥梁的安全状态；通过所述监测指标面板，显示传感器监测类型；通过所述告警预报面板，显示告警信息；通过所述实时数据面板，显示桥梁实时监测数据；通过所述测点信息菜单栏，显示监测测点信息；

所述桥梁监测三维可视模块集成地图模式显示子模块和三维模式显示子模块；所述地图模式显示子模块用于以地图模式显示桥梁的地图模型，支持地图按不同层级的缩放和平移；所述三维模式显示子模块用于以三维模式显示桥梁的三维模型和传感器布点信息；同时，支持桥梁三维界面的旋转、缩放和平移；支持在浏览器中保存当前视图状态；

其中，所述数据预处理评估子模块具体包括数据分离单元、测点评估单元、截面评估单元、结构评估单元和总体评估单元；

所述数据分离单元用于：读取所述数据采集表中的原始监测数据和温度实测值；对所述原始监测数据进行温度分离和徐变分离，其中，温度分离是指排除温度热胀冷缩环境对监测数据的影响；徐变分离是指材料自身的变换和变形对监测数据的影响；从而得到实际监测数据；

数据分离单元流程:

1)读取配置文件中的最后分离时间；

2)读取评估层次表所有测点，然后按照类型分组，循环每一个类型，再循环每一个类型的每一个测点，根据最后分离时间查询每一个测点的数据库原始表的大于最后分离时间的所有数据；

3)循环每一条数据，读取到每一条数据，取到Value值，将值进行温度分离，温度分离步骤如下:

3.1)读取此测点的评估参数信息

3.2)读取此测点的温度名称，根据温度名称和测点的时间在连续温度表中获取到温度数据；

3.3)根据公式:(当前温度–初始温度)-(温度系数a*(当前温度-初始温度)+温度系数b)得到温度的分离结果

3.4)根据公式:温度分离结果–徐变常量得到徐变分离结果；

3.5)将徐变分离结果保存至数据实测值表中；

其中：如果在温度表中没有查询到此测点的此时间的温度值，则说明时间不对应，则进行获取相邻测点数据；如果依然没有值，则取相邻截面的测点的值；如果依然无值，则不再进行获取值，直接设置此测点的这个时间的测点状态表的状态；

公式中的参数均在评估参数信息中；

所述测点评估单元用于：对所述实际监测数据进行评估计算，得到每一个传感器的数据状态，为截面评估提供可靠数据来源，并能在评估结果中反映出测点在某一时间点的状态情况；

测点评估单元流程:

1)读取配置文件中的测点最后评估时间；

2)读取评估层次表所有测点，循环每一个测点，根据最后评估时间查询每一个测点的数据库实测值表的大于最后分离时间的所有数据；

3)循环每一条数据，读取到每一条数据，取到Value值，将值进行测点数据评估，数据评估步骤如下:

3.1)读取此测点的评估参数信息

3.2)根据实测值的值进行评估，实测值减去测点初始值等于增量值

a:如果增量值等于0则直接取分100；

b:当实测值增加到正向或负向的一般预警时，取85分；

c:当实测值增加到正向或负向的严重预警时，取为60分；

d:对其余在阈值范围内的数据应进行线性计算，得到数据得分，数据得分乘以此测点的权重值即为测点的分；

4)得到的测点的分保存到测点评估结果表中；

所述截面评估单元，用于对某个截面下的所有测点的评估进行综合评估结算，得到每一个截面的数据状态，为结构评估提供可靠数据来源，并能在评估结果中反应出此截面在某一时间的状态情况；

截面评估单元流程:

1:读取配置文件中的测点最后评估时间；

2:读取评估层次表所有截面，循环每一个截面，获取此截面的所有测点，获取所有测点的有效数据，然后按时间分组，循环每个时间段，查询传感器的状态值，将不正常的传感器进行变权，然后再计算此截面的得分，并将结果保存至截面评估结果表中:

变权详细流程:

获取此测点的评估层次关系，获取当前截面下所有测点

获取当前截面的所有测点的传感器状态数据

筛选出所有正确的和错误的传感器，累加错误的传感器的权重，平均加到同截面的其他测点权值上去

截面评估详细流程:

1)获取此测点的评估参数信息

2)获取此截面的所有测点信息

3)获取此截面的所有测点的权重值

4)计算每个测点的分数：测点权重乘以测点的分数

5)累加每个测点的得分即为此截面的分数

6)保存截面的评分至截面评估结果表中

所述结构评估单元，用于对某个结构下的所有截面的评估进行综合评估计算，得到每一个结构的数据状态，为总体评估提供可靠数据来源，并在评估结果中体现出此结构在某一时间的状态情况；

结构评估模块流程:

1)读取配置文件中的测点最后评估时间；

2)读取评估层次表所有子结构，循环每一个结构，获取此结构下的所有截面，获取所有截面的有效数据，然后按时间分组，循环每个时间段，然后再计算此结构的得分，并将结果保存至子结构评估结果表中:

子结构评估详细流程:

1)获取此子结构的所有截面信息

2)获取此子结构的所有截面的权重值

3)计算每个截面的得分:截面权重乘以截面的分数

4)累加每个截面的得分即为此子结构的分数

5)保存子结构的评分至子结构评估结果表中

所述总体评估单元，用于对当前监测类型的所有结构进行评估计算，得到总体结构的数据状态，并在评估结果中体现出某一个时间的总体安全状态；

总体评估单元流程:

1)读取配置文件中的测点最后评估时间；

2)读取评估层次表所有总体，循环每一个总体，获取此总体下的所有子结构，获取所有子结构的有效数据，然后按时间分组，循环每个时间段，然后再计算此总体的得分，并将结果保存至总体评估结果表中:

总体评估详细流程:

1)获取此总体的所有子结构信息

2)获取此总体的所有子结构的权重值

3)计算每个子结构的得分:子结构权重乘以子结构的分数

4)累加每个子结构的得分即为此总体的分数

5)保存总体的评分至总体评估结果表中

评估对每个时间点的每个测点、截面、结构和总体进行安全评估，得到每个采集时间点的评估分数，通过分数可直接反映每个时间点的桥梁安全状态；

首先将要对原始数据进行数据分类整理分离，然后将根据分离后的数据进行整桥的每个层次的截面，测点，总体进行评估；

以测点评估为例：首先对进行过粗大值处理过后的测点数据进行温度分离和徐变分离，然后再与阈值相比较，得到一个测点分数，再乘以权重，最后再加上所有同截面的测点得分乘权重；得到截面的分数；以此类推，依次得到第2层次的得分，最终得到大桥的总体安全状态分数；

利用层次分析法获得监测数据的评估得分：

1)分别计算截面下的传感器的得分，通过累加同截面下不同传感器的得分乘以权重得到截面的分数.

2)分别计算其他截面的得分，累加截面得分乘以权重，则得到子结构的分数；分别计算其他子结构的得分，累加得分乘以权重，得到总体的评估分数；

3)根据不同类型的对象操作不同的数据库表操作；

评估自动进行，自动评估采用Quartz插件，每天定时启动评估；

其中，所述测点评估单元具体用于：

取开始监测时刻的初始实际监测数据为基准值，开始时刻后的增量为评估值；然后把评估值与阈值相比较，增量为0时，取评估值为100分；当监测值增加到正向或负向的一般预警时，取评估值为85分；当检测值增加到正向或负向的严重预警时，取评估值为60分；

对其余在阈值范围内的数据进行线性计算，得到相应的得分S；数据的得分S乘以其权重W即为该测点的评估值；

对于相对位移，当连续3个月支座的监测值未发生变化时，表明该支座已损坏，直接将评估结果取为0。