【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的桥梁健康可视化监测系统
本专利技术涉及桥梁管理领域，尤其涉及一种基于物联网的桥梁健康可视化监测系统。
技术介绍
随着经济社会的发展以及土木工程技术的不断进步，桥梁的建设得到飞速的发展，以满足由社会发展、人口流动、物质运输引发的日益膨胀的社会需求。桥梁作为城市和公路交通的咽喉，关系着国家经济和群众生命安全，日益受到人们的关注和重视。由于桥梁在建造和运营过程中受到各种荷载、自然环境的作用以及材料本身退化的影响，从而导致桥梁的稳定性和耐久性降低，并有可能在没有达到设计寿命前达到使用寿命。沉痛的事故使得人们深刻地认识到，桥梁的安全性不仅仅体现在建造期间的质量控制，更反映在其之后数十年运营期间的安全评价、维护、管理等方面上。传统的依靠人工检测和养护的管理方法已经满足不了需求，为了能够及时了解桥梁的实施状况，桥梁健康监测系统应运而生。传统的桥梁健康监测系统通常分为传感器层、数据集中采集层(采集仪)、数据汇集层(子工作站)、通讯网络层和系统软件层(服务器)。这种系统的特点是，传感器的数据集中式采集，而且数据传输全程...
【技术保护点】
1.一种基于物联网的桥梁健康可视化监测系统，其特征在于，包括安装在桥梁现场的多个传感器，所述传感器一个自成一组或若干个相近的传感器组成一组，还包括物联网模块，网关和云服务器，所述物联网模块分布在各组传感器附近，每组所述传感器就近连至所述物联网模块，以传递采集数据，所述物联网模块通过其LoRa无线通信模块与所述网关相连，将采集的传感器数据发送到所述网关，再由所述网关通过4G或5G移动通信网络转发至所述云服务器，传感器数据的汇集和处理在所述云服务器上集中完成，并形成可视化的监测界面。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的桥梁健康可视化监测系统，其特征在于，包括安装在桥梁现场的多个传感器，所述传感器一个自成一组或若干个相近的传感器组成一组，还包括物联网模块，网关和云服务器，所述物联网模块分布在各组传感器附近，每组所述传感器就近连至所述物联网模块，以传递采集数据，所述物联网模块通过其LoRa无线通信模块与所述网关相连，将采集的传感器数据发送到所述网关，再由所述网关通过4G或5G移动通信网络转发至所述云服务器，传感器数据的汇集和处理在所述云服务器上集中完成，并形成可视化的监测界面。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，其通过控制图分析方法对汇集的所述传感器数据进行可视化显示，具体包括如下步骤：
步骤1)将数据按照时间周期分成不同的数据块区间；
步骤2)基于该数据块区间绘制控制图，通过保存形成该控制图的相关数据来保存桥梁健康监测历史数据；
所述控制图包括如下信息：测点、周期时间、最大值，最小值，基于设定置信区间的频率直方图，最大概率区间中程数。
3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，保存的数据还包括在所述设定置信区间内的数据的均值和标准差，所述控制图展示的信息还包括根据所述均值与标准差推断的桥梁荷载超限概率以及破坏概率。
4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述桥梁荷载超限概率以及破坏概率计算方式如下：
正态概率密度函数的数学表达为：
式中，
x为随机变量；
P(x)为特定值的概率密度；
为均值，
σ为标准差，
根据每个计算周期的数据，通过上式得到相应的正态概率密度函数，荷载超限概率以及破坏概率具体通过下式积分进行计算：
当t＝设计值时，P所求得的值为荷载超限概率；
当t＝极限值时，P所求得的值为破坏概率；
设计值和极限值通过设计规范以及有限元仿真计算得到。
5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，其通过将周期时间内的监测数据形成雷达图来对汇集的所述传感器数据进行可视化显示。
6.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述雷达图的显示效果及实现方式如下：
所述雷达图上设置有预警值，包括雷达图一级预警值和雷达图二级预警值，并以所述雷达图二级预警值作为所述雷达图的外圈，以所述雷达图一级预警值作为所述雷达图的内圈；
一级预警值表示参数在某位置的设计值，二级预警值表示参数在某位置的材料破坏极限值；
采用参数各位置二级预警值归一化处理后的“1”作为所述雷达图二级预警值，并采用同步归一化处理后的该参数各位置一级预警值中的最大预警值作为所述雷达图一级预警值。
7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，Aij表示A类型传感器在第i次采集中桥梁j位置处的数据，对于如下情况...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，王旭东，陈奕静，黄华东，肖栋梁，
申请(专利权)人：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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