一种钢支撑结构安全监测预警系统及方法技术方案

本发明专利技术属于结构安全监测领域，并具体公开了一种钢支撑结构安全监测预警系统及方法。所述系统包括多个测量装置、多个智能终端、管理服务器以及云平台。所述方法包括将待监测区域划分为多个待监测子区域，根据待监测子区域的特点布置多个测量装置和与该多个测量装置通信连接的一个智能终端；选择智能终端的预警策略；采集监测数据，并根据预警策略对待监测区域进行数据管理以及风险评估和预警；管理服务器记录所述智能终端的监测数据以及预警事件，并将监测数据发送至云平台进行数据存储，根据监测数据更新预警策略，同时将更新后的预警策略发送给智能终端。本发明专利技术预警和报警响应速度快，实现了多级风险评估，做到及时提醒现场施工人员安全级别。

【技术实现步骤摘要】
一种钢支撑结构安全监测预警系统及方法
本专利技术属于结构安全监测领域，更具体地，涉及一种钢支撑结构安全监测预警系统及方法。
技术介绍
钢支撑结构是以钢材制作为主的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，是主要的建筑结构类型之一。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。在基建工程施工过程中，需要用到很多临时钢支撑结构进行承载支撑，且由于该阶段施工人员作业需要，经常会在其周边活动。所以该结构的安全监测就显得尤为重要。钢支撑包括：钢模支撑、脚手架、支撑模板、工字钢内衬、高支模等。目前市面上针对高支模监测的较多。但针对别的钢结构支撑的监测较少。特别是施工期间应急监测和及时提醒现场施工人员的设备较少。现有的钢结构安全主要是通过人工观测和巡视的方式，或者是简单的架设钢筋计(传感器)通过手持读数仪进行定期采集和巡视。其主要存在以下几方面的问题：(1)监测的区域不够全面；(2)无法实现现场及时监测、结果预警、报警输出和事件记录等一体化设计；(3)预警提醒周期长、不及时；(4)无法根据预警监测数据对周围监测点进行提醒；(5)现场监测人员作业环境安全性差。基于上述缺陷和不足，本领域亟建立钢支撑结构安全监测预警系统，实时分级上报预警，实现施工过程集中化过程管控，做到及时提醒现场施工人员钢支撑结构的安全级别。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种钢支撑结构安全监测预警系统及方法，其中结合钢支撑结构自身的特征及其安全监测布局及信息处理的工艺特点，相应的对其关键组件如多个测量装置、多个智能终端、管理服务器以及云平台的结构及其具体设置、通讯方式进行研究和设计，相应的可实现多测量装置现场及时监测、结果预警、报警输出和事件记录等一体化设计，实时分级上报预警，实现施工过程集中化过程管控，大大缩短了预警提醒周期。本专利技术预警和报警响应速度快，实现了多级风险评估，做到及时提醒现场施工人员安全级别。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种钢支撑结构安全监测预警系统，包括多个测量装置、多个智能终端、管理服务器以及云平台，其中，多个所述测量装置设置于待监测区域，用于测量待监测区域的监测数据；所述智能终端与待监测子区域的多个所述测量装置通信连接，包括数据采集模块、预警策略模块、终端声光报警器以及终端LoRa通讯模块，所述数据采集模块用于与待监测子区域的多个所述测量装置通讯连接，并实时采集所述测量装置测量的监测数据，所述预警策略模块用于根据所述监测数据对待监测区域进行数据管理以及风险评估和预警，所述声光报警器在所述预警策略模块发出报警指令信息时进行声光报警；所述管理服务器通过LoRa网关与多个所述智能终端采用LoRa网络通信连接，用于接收各个智能终端的监测数据、更新各个智能终端的预警策略模块，同时，在所述智能终端进行声光报警时也进行声光报警，并记录对应终端声光报警器的声光报警事件；所述云平台与所述管理服务器通信连接，用于接收并存储所述管理服务器的监测数据。作为进一步优选的，所述测量装置包括测量钢支撑结构的应力测量器、支撑载荷测量器、姿态测量器、沉降测量器、水平位移测量器。作为进一步优选的，所述智能终端还包括用于集成数据采集模块、预警策略模块、声光报警器以及终端LoRa通讯模块的终端主电路板；所述智能终端还包括终端主机外壳、终端传感器接口板以及终端固定件，所述终端主机外壳用于容纳所述终端主电路板，所述终端传感器接口板设于所述终端主机外壳上，该终端传感器接口板一端与数据采集模块连接，一端通过数据线与多个所述测量装置连接，所述终端固定件设于所述终端主机外壳上，用于支撑和固定所述终端主机外壳。作为进一步优选的，所述管理服务器包括数据存储模块、预警策略分析模块、无线通信模块以及服务器声光报警器，所述数据存储模块用于接收并存储所述监测数据，所述预警策略分析模块用于读取所述数据存储模块的监测数据，并根据所述监测数据更新预警策略模块的预警策略，所述无线通信模块包括4G网络通讯单元以及LoRa网络服务器。作为进一步优选的，所述无线通信模块还包括信道资源空闲判断及分配单元，所述信道资源空闲判断及分配单元用于捕捉所述LoRa网络服务器的空闲信道，并根据所述智能终端的通信权限申请，为所述智能终端分配信道。作为进一步优选的，所述管理服务器还包括用于集成数据存储模块、预警策略分析模块、无线通信模块以及服务器声光报警器的服务器主电路板；所述管理服务器还包括服务器主机外壳、服务器传感器及充电接口板以及服务器固定件，所述服务器主机外壳用于容纳所述服务器主电路板，所述服务器传感器及充电接口板设于所述服务器主机外壳上，该服务器传感器及充电接口板与所述数据存储模块连接，所述服务器固定件固定设于所服务器主机外壳上，用于支撑和固定所述服务器主机外壳。按照本专利技术的另一个方面，提出了一种钢支撑结构安全监测预警方法，包括以下步骤：S1将待监测区域划分为多个待监测子区域，根据待监测子区域的特点布置多个测量装置和与该多个测量装置通信连接的一个智能终端；S2根据待监测子区域布置的多个测量装置，选择所述智能终端的预警策略；S3所述智能终端采集多个所述测量装置测量的监测数据，并根据所述预警策略对待监测区域进行数据管理以及风险评估和预警；S4管理服务器采用LoRa网关与多个所述智能终端通信连接，记录所述智能终端的监测数据以及预警事件，并将所有所述监测数据发送至云平台进行数据存储，同时，根据预警事件的监测数据更新预警策略，同时将更新后的预警策略发送给所述智能终端。作为进一步优选的，所述测量装置包括测量钢支撑结构的应力测量器、支撑载荷测量器、姿态测量器、沉降测量器、水平位移测量器。作为进一步优选的，步骤S2中，所述预警策略包括上限报警策略、变化量报警策略以及微分报警策略；步骤S3具体包括以下步骤：S31所述智能终端的数据采集模块采集多个所述测量装置测量的监测数据，并将其采集的监测数据按照数据的类别发送给数据存储模块；S32预警策略模块读取数据存储模块中的监测数据，根据监测数据的类型为该监测数据匹配相应的预警策略，并根据监测数据和匹配的预警策略对相应测量装置监测的区域进行风险评估；S33若风险评估的风险值大于预警策略的阈值，则预警策略模块启动声光报警器进行声光报警，同时，将该预警策略模块将其声光报警信息通过终端LoRa通讯模块传递给与其相邻的智能终端，以提示与其相邻的智能终端加密监测数据采集的频率，否则，重复步骤S31和步骤S32。作为进一步优选的，步骤S33中，将该预警策略模块将其声光报警信息通过终端LoRa通讯模块传递给与其相邻的智能终端具体包括以下步骤：S331信道资源空闲判断及分配单元捕捉所述LoRa网络服务器的空闲信道，并记录所有空闲信道的编号；S332进行声光报警的智能终端以及与其相邻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，包括多个测量装置、多个智能终端、管理服务器以及云平台，其中，/n多个所述测量装置设置于待监测区域，用于测量待监测区域的监测数据；/n所述智能终端与待监测子区域的多个所述测量装置通信连接，包括数据采集模块、预警策略模块、终端声光报警器以及终端LoRa通讯模块，所述数据采集模块用于与待监测子区域的多个所述测量装置通讯连接，并实时采集所述测量装置测量的监测数据，所述预警策略模块用于根据所述监测数据对待监测区域进行数据管理以及风险评估和预警，所述声光报警器在所述预警策略模块发出报警指令信息时进行声光报警；/n所述管理服务器通过LoRa网关与多个所述智能终端采用LoRa网络通信连接，用于接收各个智能终端的监测数据、更新各个智能终端的预警策略模块，同时，在所述智能终端进行声光报警时也进行声光报警，并记录对应终端声光报警器的声光报警事件；/n所述云平台与所述管理服务器通信连接，用于接收并存储所述管理服务器的监测数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，包括多个测量装置、多个智能终端、管理服务器以及云平台，其中，
多个所述测量装置设置于待监测区域，用于测量待监测区域的监测数据；
所述智能终端与待监测子区域的多个所述测量装置通信连接，包括数据采集模块、预警策略模块、终端声光报警器以及终端LoRa通讯模块，所述数据采集模块用于与待监测子区域的多个所述测量装置通讯连接，并实时采集所述测量装置测量的监测数据，所述预警策略模块用于根据所述监测数据对待监测区域进行数据管理以及风险评估和预警，所述声光报警器在所述预警策略模块发出报警指令信息时进行声光报警；
所述管理服务器通过LoRa网关与多个所述智能终端采用LoRa网络通信连接，用于接收各个智能终端的监测数据、更新各个智能终端的预警策略模块，同时，在所述智能终端进行声光报警时也进行声光报警，并记录对应终端声光报警器的声光报警事件；
所述云平台与所述管理服务器通信连接，用于接收并存储所述管理服务器的监测数据。


2.根据权利要求1所述的一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，所述测量装置包括测量钢支撑结构的应力测量器、支撑载荷测量器、姿态测量器、沉降测量器、水平位移测量器。


3.根据权利要求1所述的一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，所述智能终端还包括用于集成数据采集模块、预警策略模块、声光报警器以及终端LoRa通讯模块的终端主电路板；
所述智能终端还包括终端主机外壳、终端传感器接口板以及终端固定件，所述终端主机外壳用于容纳所述终端主电路板，所述终端传感器接口板设于所述终端主机外壳上，该终端传感器接口板一端与数据采集模块连接，一端通过数据线与多个所述测量装置连接，所述终端固定件设于所述终端主机外壳上，用于支撑和固定所述终端主机外壳。


4.根据权利要求1所述的一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，所述管理服务器包括数据存储模块、预警策略分析模块、无线通信模块以及服务器声光报警器，所述数据存储模块用于接收并存储所述监测数据，所述预警策略分析模块用于读取所述数据存储模块的监测数据，并根据所述监测数据更新预警策略模块的预警策略，所述无线通信模块包括4G网络通讯单元以及LoRa网络服务器。


5.根据权利要求4所述的一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，所述无线通信模块还包括信道资源空闲判断及分配单元，所述信道资源空闲判断及分配单元用于捕捉所述LoRa网络服务器的空闲信道，并根据所述智能终端的通信权限申请，为所述智能终端分配信道。


6.根据权利要求5所述的一种钢支撑结构安全监测预警系统，其特征在于，所述管理服务器还包括用于集成数据存储模块、预警策略分析模块、无线通信模块以及服务器声光报警器的服务器主电路板；
所述管理服务器还包括服务器主机外壳、服务器传感器及充电接口板以及服务器固定件，所述服务器主机外壳用于容纳所述服务器主电路板，所述服务器传感器及充电接口板设于所述服务器主机外壳上，该服...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维，蔡仕娟，
申请(专利权)人：四川远测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51