应用于悬索桥三位一体监测系统的悬索桥监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了应用于悬索桥三位一体监测系统的悬索桥监测方法及装置，属于悬索桥安全检测技术领域。该方法包括：监测点采集悬索桥的监测数据，将监测数据发送至数据采集发射系统，监测数据至少包括振动位移；数据采集发射系统对监测数据进行预处理，并将处理后的数据发送至远程监控中心；远程监控中心对处理后的数据进行分析，判定外力作用下悬索桥的安全状况。解决了目前针对悬索桥结构的安全状态监测系统，未考虑悬索桥的振动位移，导致监测预警结果的可靠性和可信度不佳的问题；达到了对悬索桥结构开展多物理量的联合监测，能有效提高监测预警结果的可靠性和可信度的效果。

【技术实现步骤摘要】
应用于悬索桥三位一体监测系统的悬索桥监测方法及装置
本公开涉及悬索桥安全检测
，特别涉及一种应用于悬索桥三位一体监测系统的悬索桥监测方法及装置。
技术介绍
悬索桥在长期使用过程中，由于环境侵蚀、材料老化、交通流量加重、超重车辆增多，导致悬索桥结构损伤和功能退化。为保障悬索桥结构在营运期间的承载能力、耐久性和安全性，对悬索桥进行安全状况的检测显得非常必要。悬索桥结构在移动的车辆、人群、风力和地震等动力荷载作用下会产生振动。在车辆动载和个别情况下人群动荷载、风力和地震地面运动作用下，悬索桥结构产生的振动会增大按静力计算的内力和可能引起结构局部疲劳损伤，或会形成影响桥上汽车的舒适与安全的振动变形和加速度，甚至使悬索桥完全破坏，也就是说，悬索桥结构的振动是影响悬索桥使用与安全的重要因素之一。目前针对悬索桥结构的安全状态监测系统，大多围绕悬索桥振动频率开展单一物理量监测，而针对悬索桥的振动位移以及受力状态的监测则不多见。虽然振动频率是反映悬索桥安全状态的重要指标，但该指标并不能完全反映悬索桥在复杂外力作用下的健康状态，由于除了振动引起的疲劳损伤，过大的振动位移也可能造成悬索桥结构产生塑性变形，因此，目前的悬索桥结构的安全状态监测系统对悬索桥的监测预警结果的可靠性和可信度不佳。
技术实现思路
为了解决目前针对悬索桥结构的安全状态监测系统，未考虑悬索桥的振动位移，导致监测预警结果的可靠性和可信度不佳的问题，本公开提供一种应用于悬索桥三位一体监测系统的悬索桥监测方法及装置。所述技术方案如下：根据本公开实施例的第一方面，提供一种悬索桥三位一体监测系统，所述系统包括：监测点、数据采集发射系统、远程监控中心；所述监测点设置在悬索桥上；所述监测点与所述数据采集发射系统建立无线连接；所述数据采集发射系统通过北斗通信卫星与所述远程监控中心建立连接；其中，所述监测点用于采集悬索桥的监测数据，所述监测数据至少包括振动位移，所述数据采集发射系统用于对所述监测数据进行预处理，所述远程监控中心用于对所述处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况。根据本公开实施例的第二方面，提供一种悬索桥监测方法，所述方法应用于所述悬索桥三位一体监测系统中，所述方法包括：所述监测点采集悬索桥的监测数据，将所述监测数据发送至所述数据采集发射系统，所述监测数据至少包括振动位移；所述数据采集发射系统对所述监测数据进行预处理，并将处理后的数据发送至所述远程监控中心；所述远程监控中心对所述处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况。根据本公开实施例的第三方面，提供一种悬索桥监测装置，所述装置应用于所述悬索桥三位一体监测系统中，所述方法包括：采集模块，用于控制所述监测点采集悬索桥的监测数据，将所述监测数据发送至所述数据采集发射系统；预处理模块，用于控制所述数据采集发射系统对所述监测数据进行预处理，并将处理后的数据发送至所述远程监控中心；分析模块，用于控制所述远程监控中心对所述处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过将用于采集悬索桥的监测数据的监测点设置在悬索桥上，利用监测点采集悬索桥的振动位移等信息，再通过数据采集发射系统用于对监测数据进行预处理，最后通过远程监控中心用于对处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况，由于悬索桥的监测数据中至少包括该悬索桥的振动位移；解决了目前针对悬索桥结构的安全状态监测系统，未考虑悬索桥的振动位移，导致监测预警结果的可靠性和可信度不佳的问题；达到了对悬索桥结构开展多物理量的联合监测，能有效提高监测预警结果的可靠性和可信度的效果。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种悬索桥三位一体监测系统的系统示意图；图2是根据一示例性实施例示出的一种悬索桥三位一体监测系统的连接示意图；图3是根据一示例性实施例示出的一种悬索桥监测方法的流程图；图4是根据另一示例性实施例示出的一种悬索桥监测方法的流程图；图5是根据一示例性实施例示出的一种悬索桥监测装置的框图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种悬索桥三位一体监测系统的系统示意图，该悬索桥三位一体监测系统可以包括但不限于：监测点110、数据采集发射系统120、远程监控中心130。如图1所示，监测点110设置在悬索桥100上，监测点110与数据采集发射系统120建立无线连接，数据采集发射系统120通过北斗通信卫星140与远程监控中心120建立连接，其中，监测点110用于采集悬索桥100的监测数据，监测数据至少包括振动位移，数据采集发射系统120用于对监测数据进行预处理，远程监控中心120用于对处理后的数据进行分析，判定外力作用下悬索桥100的安全状况。综上所述，本公开实施例中提供的悬索桥三位一体监测系统，通过将用于采集悬索桥的监测数据的监测点设置在悬索桥上，利用监测点采集悬索桥的振动位移等信息，再通过数据采集发射系统用于对监测数据进行预处理，最后通过远程监控中心用于对处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况，由于悬索桥的监测数据中至少包括该悬索桥的振动位移；解决了目前针对悬索桥结构的安全状态监测系统，未考虑悬索桥的振动位移，导致监测预警结果的可靠性和可信度不佳的问题；达到了对悬索桥结构开展多物理量的联合监测，能有效提高监测预警结果的可靠性和可信度的效果。仍参见图1，该监测点110包括定位接收机110a、谐振加速度计110b和振弦式应变计110c。可选的，定位接收机为全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)接收机，设置在悬索桥的桥面上，用于测量悬索桥的振动位移。由于目前的GPS接收机的采样率已达到10-20Hz，定位精度可达毫米级，因此，GPS接收机具有精度高、定位速度快、全天候、自动化、便于实施的特点，在岩土、石油、水利、公路、桥梁等工程测量领域得到广泛应用。GPS接收机是接收全球定位系统卫星信号并确定地面空间位置的仪器，用户利用GPS接收机可以接收到卫星发射的测距码(C/A码和P码)、载波信号(L1和L2)和数据码(D码)等信号。其中，数据码用于计算卫星坐标，测距码和载波用于建立星地距离观测方程，得到悬索桥的卫星坐标和星地距离观测方程后，利用空间距离后方交会原理即可测得悬索桥的三维坐标，在外力所用下至少获取两次悬索桥上同一位置的三维坐标即可得到所述悬索桥的振动位移。谐振加速度计是一种典型的微机械惯性器件，设置在所述悬索桥的桥梁上。谐振加速度计包括谐振器(即谐振梁)、激振单元、检测单元等部件。谐振加速度计的工作原理是将输入加速度转换为质量块的位移，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬索桥三位一体监测系统，其特征在于，所述系统包括：监测点、数据采集发射系统、远程监控中心；所述监测点设置在悬索桥上；所述监测点与所述数据采集发射系统建立无线连接；所述数据采集发射系统通过北斗通信卫星与所述远程监控中心建立连接；其中，所述监测点用于采集悬索桥的监测数据，所述监测数据至少包括振动位移，所述数据采集发射系统用于对所述监测数据进行预处理，所述远程监控中心用于对所述处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况。

【技术特征摘要】
1.一种悬索桥三位一体监测系统，其特征在于，所述系统包括：监测点、数据采集发射系统、远程监控中心；所述监测点设置在悬索桥上；所述监测点与所述数据采集发射系统建立无线连接；所述数据采集发射系统通过北斗通信卫星与所述远程监控中心建立连接；其中，所述监测点用于采集悬索桥的监测数据，所述监测数据至少包括振动位移，所述数据采集发射系统用于对所述监测数据进行预处理，所述远程监控中心用于对所述处理后的数据进行分析，判定外力作用下所述悬索桥的安全状况。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测点包括定位接收机、谐振加速度计和振弦式应变计；其中，所述定位接收机用于测量所述悬索桥的振动位移，所述定位接收机设置在所述悬索桥的桥面上，所述谐振加速度计设置在所述悬索桥的桥梁上，所述振弦式应变计设置在所述悬索桥的悬索上。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据采集发射系统包括终端节点、路由节点、中心协调器、下位机以及遥测终端机；其中，所述终端节点通过输入/输出端口I/O端口分别与所述定位接收机、所述谐振加速度计和所述振弦式应变计连接，所述路由节点分别与所述终端节点和所述中心协调器建立无线连接，所述下位机通过RS485端口分别与所述中心协调器和所述遥测终端机连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述远程监控中心包括地面基站、卫星调制解调器以及上位机；其中，所述地面基站通过北斗通信卫星与所述遥测终端机建立连接，所述卫星调制解调器的一端通过RS485端口与所述地面基站连接，另一端通过LAN端口与所述上位机连接。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电缆接线盒，所述电缆接线盒的一端分别与所述定位接收机、所述谐振加速度计和所述振弦式应变计连接，所述电缆接线盒的另一端通过I/O端口与所述终端节点连接。6.一种悬索桥监测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求3所述悬索桥三位一体监测系统中，所述方法包括：所述监测点采集悬索桥的监测数据，将所述监测数据发送至所述数据采集发射系统，所述监测数据至少包括振动位移；所述数据采集发射系统对所述监测数据进行预...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，付强，侯韩芳，郑鹰，张敬娟，潘薇，李晶，
申请(专利权)人：中国标准化研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11