[发明专利]一种桥梁活载优化识别系统

说明书

本发明提供一种基于多源冗余信息的桥梁活载优化识别系统，其特征在于，包括：具有不同编号的多个动应变计，用于采集桥梁结构动应变数据；至少一个桥梁交通监控装置，用于生成车辆监控视频；以及计算处理装置，用于进行计算从而获取桥梁的活载，其中，计算处理装置具有：动应变处理部，对桥梁结构动应变数据进行处理从而获取其静态成分的峰值；视频车辆识别部，对车辆监控视频进行识别获取位置信息；车辆坐标转换部，对位置信息进行转换从而获取车辆的实际位置坐标；车重计算部，根据静态成分的峰值、实际位置坐标以及桥梁影响面计算获取车辆的车重；以及车重统计验算部，用于对车重进行统计从而对车辆的车重进行验算作为桥梁的活载。

技术领域

本发明涉及公路桥梁安全监测领域，具体涉及一种桥梁活载优化识别系统。

背景技术

现代桥梁是为交通目的而设计建造的，因此获取桥上行驶车辆的重量、速度、数量、类型以及时空分布等交通信息，对于桥梁结构的设计规范改进、安全性评价与养护决策具有重要意义。有鉴于此，国内外针对桥梁交通信息的识别进行了大量研究。

传统的桥梁动态称重系统使用安装于桥面铺装上的感应线圈或者交通雷达探测实现对车辆位置信息以及横向位置的获取，但这些系统成本高昂，耐久性欠佳，安装或维修需中断交通，不适用于老桥及交通量大的已建桥梁。同时，基于桥载传感器的桥梁称重系统，通常无法实现对同时过桥的多车辆的识别，而是把并行多车辆误识别为一辆重车，或是把跟行多车辆误识别为一辆多轴车。

发明内容

为解决上述问题，提供一种能够利用多个监测传感器获取的冗余信息对车辆位置进行精确计算从而进一步对复杂车辆荷载进行识别的桥梁活载优化识别系统，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种桥梁活载优化识别系统，其特征在于，包括：具有不同编号的多个监测传感器，分别按照预定的采集距离沿桥梁的纵桥向依次设置在桥梁的预定截面底部，用于对车辆通过桥梁时产生的桥梁结构响应数据进行采集；至少一个桥梁交通监控装置，设置在桥梁的桥面上方，用于记录桥梁上通过的车辆并生成车辆监控视频；以及计算处理装置，分别与监测传感器以及计算处理装置相通信连接，用于对桥梁结构响应数据以及车辆监控视频进行计算处理从而获取桥梁的活载，其中，计算处理装置具有：响应数据处理部，用于对桥梁结构响应数据进行处理从而获取该桥梁结构响应数据的静态成分的峰值以及与该峰值对应的峰值时间；视频车辆识别部，用于通过预先训练的深度神经网络模型对车辆监控视频进行识别从而获取车辆监控视频中车辆的位置信息；车辆坐标转换部，用于根据预定的车辆位置坐标转换方法对位置信息进行转换从而获取车辆的实际位置坐标；车速计算部，用于根据同一车辆通过各个监测传感器采集的桥梁结构响应数据进行处理获得的对应峰值时间的时间差以及采集距离计算该车辆的车速；车重计算部，用于根据静态成分的峰值、实际位置坐标以及预先标定的桥梁影响面计算获取车辆的轴重以及车重；以及车重统计验算部，用于对同一车辆通过各个监测传感器采集的桥梁结构响应数据进行处理获得的对应车重进行统计从而对该车辆的车重进行验算作为活载。

本发明提供的桥梁活载优化识别系统，还可以具有这样的技术特征，其中，视频车辆识别部对车辆监控视频进行识别从而获取车辆监控视频中车辆的位置信息时，还能够获取车辆的车轴数以及车型信息。

本发明提供的桥梁活载优化识别系统，还可以具有这样的技术特征，其中，计算处理装置还具有车流信息统计部，车流信息统计部能够根据车重统计验算部验算的活载的数量统计桥梁的车流统计信息。

本发明提供的桥梁活载优化识别系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述监测传感器为动应变传感器，所述桥梁结构响应数据为桥梁动应变数据。

本发明提供的桥梁活载优化识别系统，还可以具有这样的技术特征，其中，车重计算部对单辆车辆通过桥梁时进行计算的车重计算方法为：