[发明专利]一种基于大数据的桥梁健康监测预警管理系统

权利要求书

1.一种基于大数据的桥梁健康监测预警管理系统，其特征在于：包括区域划分模块、监测点布设模块、距离检测模块、距离分析模块、桥洞半径检测模块、桥洞半径分析模块、分析服务器、栏杆控制模块、远程服务中心和存储数据库；

所述区域划分模块用于将待监测桥梁的桥面区域进行划分，将桥面区域按照桥面长度等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照顺序依次进行编号，若干子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，同时将待监测桥梁的桥洞拱顶区域进行划分，将桥洞拱顶区域按照拱顶弧长等分方式划分成若干弧形子区域，对若干弧形子区域按照顺序依次进行编号，若干弧形子区域的编号分别为1,2,...,p,...,q，并将桥面区域中各子区域的编号和桥洞拱顶区域中各弧形子区域的编号发送至存储数据库；

所述监测点布设模块用于对划分的桥面区域中各子区域进行监测点的布设，对各子区域内各监测点按照布设的先后顺序依次进行编号，统计各子区域内各监测点的编号，构成各子区域内各监测点的编号集合Aⁱ_m(aⁱ₁,aⁱ₂,...,aⁱ_j,...,aⁱ_m)，aⁱ_j表示为第i个子区域内第j个监测点的编号，将各子区域内各监测点的编号集合发送至距离检测模块；

所述距离检测模块与监测点布设模块连接，用于接收监测点布设模块发送的各子区域内各监测点的编号集合，对各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离进行检测，统计各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离，构成各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离集合H_im(h_i1,h_i2,...,h_ij,...,h_im)，h_ij表示为第i个子区域内各监测点处桥面力桥梁护栏高度的距离，将各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离集合发送至距离分析模块；

所述距离分析模块与距离检测模块连接，用于接收距离检测模块发送的各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离集合，提取存储数据库中存储的该桥梁的桥面离桥梁护栏高度的标准距离，将接收的各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离与该桥梁的桥面离桥梁护栏高度的标准距离进行对比，得到各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离对比差值集合ΔH_im(Δh_i1,Δh_i2,...,Δh_ij,...,Δh_im)，Δh_ij表示为第i个子区域内各监测点处桥面力桥梁护栏高度的距离与该桥梁的桥面离桥梁护栏高度的标准距离的对比差值，将各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离对比差值集合发送至分析服务器；

所述分析服务器与距离分析模块连接，用于接收距离分析模块发送的各子区域内各监测点处桥面离桥梁护栏高度的距离对比差值集合，计算各子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值，统计各子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值，构成各子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值集合表示为第i个子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值，同时提取存储数据库中存储的该桥梁的桥面降沉的安全距离差值，将各子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值与该桥梁的桥面降沉的安全距离差值进行对比，若某子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值小于或等于该桥梁的桥梁降沉的安全距离差值，表明该子区域的桥面安全性合格，若某子区域的桥面离桥梁护栏高度的平均距离差值大于该桥梁的桥梁降沉的安全距离差值，表明该子区域的桥面安全性不合格，统计桥面安全性不合格的各子区域编号，将桥面安全性不合格的各子区域编号发送至远程服务中心；

所述桥洞半径检测模块包括激光测距仪，其中激光测距仪安装在待监测桥梁的桥洞圆心处，用于对待监测桥梁的桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离进行检测，通过激光测距仪检测桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离，统计各弧形子区域离圆心的距离，构成各弧形子区域离圆心的距离集合R(r₁,r₂,...,r_p,...,r_q)，r_p表示为第p个弧形子区域离圆心的距离，将桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离集合发送至桥洞半径分析模块；

所述桥洞半径分析模块与桥洞半径检测模块连接，用于接收桥洞半径检测模块发送的桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离集合，提取存储数据库中存储的该桥梁的标准桥洞半径，将接收的桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离与该桥梁的标准桥洞半径进行对比，得到桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离对比差值集合ΔR(Δr₁,Δr₂,...,Δr_p,...,Δr_q)，Δr_p表示为第p个弧形子区域离圆心的距离与该桥梁的标准桥洞半径的对比差值，将桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离对比差值集合发送至分析服务器；

所述分析服务器与桥洞半径分析模块连接，用于接收桥洞半径分析模块发送的桥洞拱顶区域中各弧形子区域离圆心的距离对比差值集合，提取存储数据库中存储的桥梁中桥面降沉的安全影响系数和桥梁中桥洞拱顶降沉的安全影响系数，计算该桥梁的综合安全影响系数，同时提取存储数据库中存储的桥梁的标准综合安全影响系数，将该桥梁的综合安全影响系数与标准综合安全影响系数进行对比，若该桥梁的综合安全影响系数小于或等于标准综合安全影响系数，表明该桥梁处于安全阶段，若该桥梁的综合安全影响系数大于标准综合安全影响系数，表明该桥梁处于危险阶段，则发送降落桥梁道闸栏杆指令至栏杆控制模块；

所述栏杆控制模块与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的降落桥梁道闸栏杆指令，控制桥梁道闸栏杆进行降落，同时进行报警提醒，将报警提醒信息发送至远程服务中心；

所述远程服务中心分别与分析服务器和栏杆控制模块连接，用于接受分析服务器发送的桥面安全性不合格的各子区域编号，通知相关人员对该桥梁进行封锁，并对桥面安全性不合格的各子区域进行紧急处理；同时接收栏杆控制模块发送的报警提醒信息，通知相关人员协助该桥梁上的人员进行撤离，并进行对应的处理措施；

所述存储数据库分别与区域划分模块、距离分析模块、桥洞半径分析模块和分析服务器连接，用于接收区域划分模块发送的桥面区域中各子区域的编号和桥洞拱顶区域中各弧形子区域的编号，同时存储该桥梁的桥面离桥梁护栏高度的标准距离h_标、该桥梁的桥面降沉的安全距离差值Δh_标和该桥梁的标准桥洞半径R_标，并存储桥梁中桥面降沉的安全影响系数λ′和桥梁中桥洞拱顶降沉的安全影响系数λ″，存储桥梁的标准综合安全影响系数。