桥梁结构健康监测系统、方法和平台技术方案

本公开的实施例公开了桥梁结构健康监测系统、方法和平台。桥梁结构健康监测系统包括：前端传感器网络和云端大数据平台；前端传感器网络包括多种多感知维度的传感器及数据采集仪、一体化网关设备，前端传感器网络用于测量目标桥梁的前端原始感知数据，并根据物联网协议接入云端大数据平台；云端大数据平台自适应定义了边缘分析模式，用于支持基于前端原始感知数据执行边缘分析，抽取有效数据并且，基于深度学习神经网络的多模态组合分析，实现桥梁健康综合智能评估，促进桥梁结构健康大数据的汇聚、治理与共享。治理与共享。治理与共享。

【技术实现步骤摘要】
桥梁结构健康监测系统、方法和平台


[0001]本公开的实施例涉及桥梁健康监测领域，具体涉及桥梁结构健康监测系统、方法和平台。

技术介绍

[0002]随着交通运输事业的快速发展，各种大型桥梁在交通工程中的重要性日益突出。目前，已建成的许多桥梁进入了养护维修阶段。为了预防灾难性事件的发生，对大型桥梁进行系统的健康监测，以实现预测、预报事故，防止灾害的发生，成为保证交通安全的重大课题。
[0003]目前，对于桥梁的安全健康监测一般依赖于各种监测硬件，但是由于硬件数量和类型繁多、网络架构复杂、信息采集多单杂乱、数据传输不规范、分析不到位、缺乏有效的数据治理、充斥着海量无效数据、数据精细度和价值量偏低等因素，大量的监测数据没有得到充分利用、数据的价值未能等得到挖掘与利用、无法提供一种智能的结构损伤评估与预警方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提供了一种桥梁结构健康监测系统、方法和平台，以解决现有技术中由于硬件数量和类型繁多、网络架构复杂、信息采集多单杂乱、数据传输不规范、分析不到位、缺乏有效的数据治理、充斥着海量无效数据、大量的监测数据没有得到充分利用、数据精细度和价值量偏低等因素造成的无法提供高效便捷且准确性高的桥梁健康监测的技术问题。
[0005]本公开实施例的第一方面，提供了一种桥梁结构健康监测系统，桥梁结构健康监测系统包括：前端传感器网络和云端大数据平台；其中，所述前端传感器网络包括多种多感知维度的传感器及数据采集仪、一体化网关设备，所述前端传感器网络用于测量目标桥梁的前端原始感知数据，并由一体化网关设备根据物联网协议接入云端大数据平台；所述云端大数据平台自适应定义了边缘分析模式，用于支持基于所述前端原始感知数据执行边缘分析，抽取有效数据。
[0006]在一些实施例中，上述前端传感器网络的传感器和数据采集仪包括以下至少一项或几项：多感知维度传感器，计量仪表，车流量计数设备，称重设备，索力智能计。
[0007]在一些实施例中，上述前端原始感知数据包括以下至少一项：结构维度感知数据，振动维度感知数据，载荷维度感知数据，环境维度感知数据，动态加速度维度感知数据。
[0008]在一些实施例中，上述边缘分析模式包括以下至少一项：定时式，触发式，特征统计式。
[0009]在一些实施例中，上述云端大数据平台的功能包括以下至少一项或几项：云端大数据平台的功能包括以下至少一项或几项：对前端传感器网络的平台接入，设备管理，协议解析，命令下发执行，前端传感器网络的控制和监管。
[0010]在一些实施例中，上述桥梁结构健康监测系统还包括：智能分析评估平台；上述智能分析评估平台的功能至少包括：针对上述有效数据利用预先训练的深度学习神经网络进行多模态组合分析，得到桥梁健康综合评估结果。
[0011]在一些实施例中，上述桥梁结构健康监测系统还支持数据托管及评估托管功能，上述数据托管及评估托管功能用于在得到上述云端大数据平台授权后调取上述有效数据以及执行目标桥梁的健康程度的托管评估，得到托管评估结果。
[0012]在一些实施例中，上述智能分析评估平台的功能至少还包括在接收到上述托管评估结果后执行预警，调试上述边缘分析模式。
[0013]本公开实施例的第二方面，提供了一种桥梁结构健康监测方法，包括：控制安装于目标桥梁的前端传感器网络采集得到上述目标桥梁的前端原始感知数据；获取边缘分析模式；基于上述边缘分析模式，对上述前端原始感知数据进行边缘分析，抽取出有效数据；基于上述前端原始感知数据和上述有效数据，生成上述目标桥梁的桥梁健康综合评估结果。
[0014]在一些实施例中，上述边缘分析模式的定义表征对前端原始感知数据进行抽取有效数据的标准和方式，上述边缘分析模式包括以下至少一项：定时式，触发式，特征统计式。
[0015]在一些实施例中，上述定时式表征上述边缘分析模式定义为有效数据采样的时段范围和采样频率，上述前端传感器网络在上述时段范围内按照上述采样频率来采样得到有效数据，以及将上述有效数据上传至上述云端大数据平台。
[0016]在一些实施例中，上述触发式表征上述边缘分析模式定义为设置有效数据采样的判断阈值或触发条件和终止采样的触发条件，响应于确定满足上述判断阈值或满足上述触发条件时，根据预设的采样时长和采样频率进行采样得到有效数据，响应于确定满足上述终止采样的触发条件，终止采样。
[0017]在一些实施例中，上述特征统计式表征上述边缘分析模式定义为对前端原始感知数据进行统计获得统计特征的方式和统计时段的分布，上述前端传感器网络按照上述统计时段获得统计特征值作为有效数据，以及将上述有效数据上传至上述云端大数据平台。
[0018]在一些实施例中，上述基于上述边缘分析模式，对上述前端原始感知数据进行边缘分析，抽取出有效数据，包括：基于上述边缘分析模式，对上述前端原始感知数据进行边缘分析，过滤异常数据和冗余数据，得到上述有效数据。
[0019]在一些实施例中，上述基于上述前端原始感知数据和上述有效数据，生成上述目标桥梁的桥梁健康综合评估结果，包括：利用预先训练的深度学习神经网络，对上述前端原始感知数据和上述有效数据进行多模态组合分析，生成上述桥梁健康综合评估结果。
[0020]在一些实施例中，上述方法还包括：基于上述桥梁健康综合评估结果，生成用于表征上述目标桥梁健康状况的预警信息；将上述预警信息传输至用于监测桥梁健康的具有显示功能的目标设备，以及控制上述目标设备显示上述预警信息。
[0021]本公开实施例的第三方面，提供了一种桥梁结构健康智能感知监测云平台，包括：云端平台和桥梁结构健康智能感知监测系统；所述云端平台至少包括：物联网接口、数据资源池、服务能力池，其中物联网接口用于支持前端传感器网络数据的边缘分析、抽取有效数据，数据资源池存储所有前端的监测数据、并形成专题、主题、模型的特殊数据库，服务能力池则数据的汇聚、治理、分析、共享数据操作；在服务能力池中，利用神经网络及遗传算法的大数据分析、获得结构健康评估值阈值的进化结果形成自适应阈值库，利用多模态组合分
析方式以及深度学习的人工智能算法、获得结构健康的多维度综合评估结果。
[0022]本公开实施例的第四方面，提供了一种桥梁健康智能感知监测装置，装置包括：采集单元，被配置成控制安装于目标桥梁的前端传感器网络采集得到所述目标桥梁的前端原始感知数据；获取单元，被配置成获取边缘分析模式；抽取单元，被配置成基于上述边缘分析模式，对上述前端原始感知数据进行边缘分析，抽取出有效数据；生成单元，被配置成针对上述前端原始感知数据、上述有效数据，利用预先训练的深度学习神经网络进行多模态组合分析，得到桥梁健康综合评估结果。
[0023]本公开实施例的第五方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可以在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0024]本公开实施例的第六方面，提供了一种计算机可读存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于，桥梁结构健康监测系统包括：前端传感器网络和云端大数据平台；其中，所述前端传感器网络包括多种多感知维度的传感器及数据采集仪、一体化网关设备，所述前端传感器网络用于测量目标桥梁的前端原始感知数据，并由一体化网关设备根据物联网协议接入云端大数据平台；所述云端大数据平台自适应定义了边缘分析模式，用于支持基于所述前端原始感知数据执行边缘分析，抽取有效数据。2.根据权利要求1所述的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述前端传感器网络的传感器和数据采集仪包括以下至少一项或几项：多感知维度传感器，计量仪表，车流量计数设备，称重设备，索力智能计。3.根据权利要求1所述的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述前端原始感知数据包括以下至少一项：结构维度感知数据，振动维度感知数据，载荷维度感知数据，环境维度感知数据，动态加速度维度感知数据。4.根据权利要求1所述的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述边缘分析模式包括以下至少一项：定时式，触发式，特征统计式。5.根据权利要求1所述的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述云端大数据平台的功能包括以下至少一项或几项：对前端传感器网络的平台接入，设备管理，协议解析，命令下发执行，前端传感器网络的控制和监管。6.根据权利要求1所述的桥梁结构健康监测系统，其特征在于，所述桥梁结构健康监测系统还包括：智能分析评估平台；所述智能分析评估平台的功能至少包括：针对所述有效数据利用预先训练的深度学习神经网络进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪孝宜，郑策，王伟，陈伟民，
申请(专利权)人：重庆浙大网新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：