用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的系统和方法技术方案

公开了一种用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法。在一些实施方案中，配有传感器的土工格栅系统包括配有传感器的土工格栅，所述配有传感器的土工格栅还包括容纳一个或多个传感器的排列的土工格栅。配有传感器的土工格栅系统还包括通信手段或网络，用于从配有传感器的土工格栅收集关于路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的信息和/或数据。此外，还提供了一种使用本公开的用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统的方法。器的土工格栅系统的方法。器的土工格栅系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的系统和方法
[0001]与相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年1月30日提交的题为“用于监测基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法(SENSOR
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ENABLED GEOGRID SYSTEM FOR AND METHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OF INFRASTRUCTURE)”的美国临时专利申请第62/967733号，于2020年1月30日提交的题为“用于监测轨道基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法(SENSOR
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ENABLED GEOGRID SYSTEM FOR AND METHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OF RAIL TRACK INFRASTRURE)”的美国临时申请第62/967736号，以及于2020年5月27日提交的题为“用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的系统和方法(SENSOR
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ENABLED SYSTEM FOR AND METHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OF PAVEMENT AND VEHICULAR INFRASTRURE)”的美国临时申请第63/030485号的权益和优先权，其内容在此通过引用全部纳入。


[0003]本公开内容一般涉及结构健康监测，尤其是涉及用于路面和车辆监测基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅和/或平台。

技术介绍

[0004]提供数据以评估基础设施的状况或健康的传感技术在诸如桥梁、隧道和建筑物等应用中被普遍使用。这些应用通常被称为结构健康监测(SHM)。其他基础设施，如道路、铁路、停车场、钻井平台、建筑、墙壁和斜坡以及海洋应用，也可以从利用传感器中受益，传感器提供可用于评估其状况的数据。然而，在这些应用中增加传感器历来是困难的，因为需要移除现有的材料，并确保传感器的准确位置以提供有意义的数据。这些问题由于所安装的基础设施的位置和规模，以及通常不宽容的周围环境而进一步加剧。
[0005]因此，如果可以获得可用于评估影响结构的条件的准确的传感器数据，那么各种路面基础设施应用可以从SHM中受益。例如，在道路和路面应用中，随着交通量和/或负荷的增加，或由于支撑土的移动(如因冲刷)而发生侵蚀，在土工格栅和集料下会出现车辙和路面的其他移动，导致道路表面出现裂缝，最终(在极端情况下)导致道路坍塌。
[0006]目前，基础设施的健康和/或状况和状态通常是通过目视检查来评估的。目视检查有一个问题，就是只能看到地面上的东西。此外，目视检查很耗时，需要人员在现场进行检查，并且在判断状况的严重性方面存在主观性。在许多情况下，一旦通过目视检查发现问题，下部结构(土壤、集料、道碴、底碴、路基等)就已经发生了损坏，可能需要进行重大的维修工作(通常是以紧急的方式进行，并增加成本)。长期以来，一直在寻求通过系统监测来改善基础设施维护、健康和状况的条件。本公开试图消除人为错误，消除目视检查的劳动密集型任务。本公开试图为团体和组织提供对基础设施健康和状况的有意义的反馈和理解。在
这样做的时候，本文的系统和方法提供了主动的维护计划，取代了通常的反应性措施。

技术实现思路

[0007]公开了用于监测路面基础设施的结构健康、完整性和状况的配有传感器的系统和方法的各个方面。基础设施在此被称为不同的实施方案，例如道路和路面基础设施、车辆基础设施、工作平台以及其他使用土工格栅、土工织物或其他土工合成材料的土木和土工工程相关的基础设施。
[0008]在一方面，多个传感器被配备到和配置到土工格栅上以提供情报和理解，包括其中放置有土工格栅的路面基础设施的状态和健康和/或状况。这种情报沿着一系列的通信和计算网络传输；这种类型的系统通常被称为物联网(IoT)平台。在物联网平台中，物理物体被嵌入传感器、软件和技术，允许通过互联网与系统连接和交换数据。
[0009]在一些实施方案中，本公开的主题提供了用于路面监测基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法。该配有传感器的土工格栅系统包括配有传感器的土工格栅和通信手段或网络，用于收集关于路面基础设施的健康、状况和/或状态的信息和/或数据。此外，在一些实施方案中，计算网络包括平台和面向用户的应用程序，该应用程序报告状态和/或提供关于从配有传感器的土工格栅接收的信息的实时更新。
[0010]在一方面，公开了用于路面基础设施监测的系统。该用于路面基础设施监测的系统包括配置有配有传感器的土工格栅的路面基础设施。其中，该配有传感器的土工格栅被放置在路面基础设施内。还包括微控制器，其中该微控制器从配有传感器的土工格栅接收信号。最后包括通信网络，其中，通信网络将接收到的信号从微控制器传输到计算网络。
[0011]在另一方面，公开了用于监测路面的状况和/或健康的方法。该方法包括在路面基础设施中安装配有传感器的土工格栅。然后提供从配有传感器的土工格栅到计算网络的通信连接。接下来，监测从配有传感器的土工格栅传输的信息。其中，监测可以是分析来自配有传感器的土工格栅的信息。在分析时，用基础设施处理引擎来处理该信息。其中，基础设施处理引擎协助在信息中识别路面基础设施的状况和/或健康的变化。
[0012]在另一方面，公开了用于路面基础设施智能的系统。该系统包括路面基础设施。该路面基础设施包括面层、基层、配有传感器的土工格栅和路基材料。此外，微控制器被配置到路面基础设施内的配有传感器土工格栅上。该微控制器进一步与网关或网关节点或接收器相连接，其中，网关被配置为将通信和信息从配有传感器的土工格栅提供给远程计算设备。其中，远程计算设备可以监测和分析来自配有传感器的土工格栅的信息。
[0013]在一方面，来自多个传感器中的一个或多个的信号由传感器舱接收，其中传感器舱将其传送到网关，并且网关将警报发送到由计算网络和/或云服务器或应用程序生成的用户界面。例如，应变计可能表明，在特定的土工格栅位置，应变水平已经增加到超过阈值参数。该信号在网关中被处理以确定问题，其中网关传输有关受影响的传感器的位置的数据，以及多个特征(如果给定的传感器被装备)，如环境温度、水分、周围区域的任何移动或加速度，所有这些将帮助系统中的主要调查员、用户或操作员确定给定路面基础设施的健康、状况和/或状态的问题或故障。
[0014]上述实施方案只是本文所公开的系统、装置和方法的配置的一些实施例。进一步的理解和对示例性实施方案的详细介绍如下。
[0015]附图的简要说明
[0016]参照以下附图，将更好地理解本公开的许多方面。附图中的部件不一定是按比例的，而是强调清楚地说明本公开的原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于路面基础设施监测的系统，包括：路面基础设施；配有传感器的土工格栅，其中所述配有传感器的土工格栅置于所述路面基础设施中；微控制器，其中所述微控制器从所述配有传感器的土工格栅接收信号；和通信网络，其中所述通信网络将接收到的信号从所述微控制器传输到计算网络。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述配有传感器的土工格栅是配有传感器的土工织物。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述配有传感器的土工格栅置于路基之上。4.根据权利要求1所述的系统，还包括置于所述路面基础设施的多个基底层中的多个配有传感器的土工格栅。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述配有传感器的土工格栅还包括传感器舱，其中所述传感器舱容纳所述微控制器。6.根据权利要求1所述的系统，还包括网关，其中所述网关配置为从所述配有传感器的土工格栅接收信号。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算网络进一步配置到用于解释所述接收到的信号的软件平台。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算网络进一步配置到用户界面。9.一种用于监测路面基础设施的状况和/或健康的方法：在路面基础设施中安装配有传感器的土工格栅；提供从所述配有传感器的土工格栅到计算网络的通信连接；监测从所述配有传感器的土工格栅传输的信息；分析来自所述配有传感器的土工格栅的信息，其中分析是用基础设施处理引擎处理所述信息；和在所述信息中识别所述路面基础设施的状况和/或健康的变化。10.根据权利要求9所述的方法，还包括对所述路面基础设施采取预防措施和/或补救措施。11.根据权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：坦萨国际公司，
类型：发明
国别省市：