一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统和方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统和方法


[0001]本专利技术属于边坡桥梁检测
，尤其涉及一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统和方法
。

技术介绍

[0002]公路边坡与桥梁等道路基础设施的良好维护是车辆运输和交通出行的基础
。
边坡
、
桥梁等道路基础设施的隐患排查成为道路良好运营，保障行车安全的重要措施
。
我国山地丘陵众多，地质灾害时有发生，降雨
、
风化或地震等自然因素容易形成滑坡和边坡坍塌，近年来，公路边坡滑坡灾害引发的事故频繁发生，对公路行车安全造成威胁，甚至造成不可挽回的人员伤亡和经济损失
。
[0003]桥梁在建造和使用过程中，由于材料自身性能的不断退化，桥梁结构健康会受到损害，加之桥梁容易受到环境
、
有害物质的侵蚀，车辆
、
风
、
地震
、
疲劳
、
人为因素等作用，往往导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化
。
此外，这些损伤如果不能及时得到检测和维修就会对影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，甚至导致桥梁突然破坏和倒塌
。
[0004]公路边坡一般指路基横断面两侧与地面连接的斜面
。
常规的边坡安全检查一般采取公路养护人员现场巡查的方式，察看边坡有无落石
、
有无边坡开裂等异常情况，以此判断边坡的稳定性
。
边坡维护的传统方式是人工巡查，尤其在雨季或者突发自然灾害发生期更需要加大巡查力度，这种人工巡查的方式往往费时费力，同时对巡查人员的专业技术和素养具有较高要求
。
边坡的变形监测还可以采用卫星遥感的方式，但因为遥感卫星对监测地点存在重访周期，遥感监测的实时性问题凸显
。
此外，常规监测方式还有采用视频监控的方式，这种方式可以保证监测的实时性，费用较低，但定量化监测能力不足，尤其对于微小的边坡变形无法有效识别，监测设备存在故障率高及监测精确度较低的问题
。
[0005]传统的桥梁结构监测一般由道路养护人员巡检和桥梁的定期检测来完成
。
采用人工检测方式定期或不定期分别对桥梁结构的关键部位进行检测，通过分析现场检测数据判断桥梁的健康程度
。
人工巡检的方式造成人力成本高，且容易出现巡检不到位，判断失误的问题
。
尤其是大型桥梁，存在主要承重构件数量多
、
尺寸大，运营过程构件直接受力关系非常复杂的特点，如果采用传统检测方法，检测人员工作量极大，而且监测效率较低
。
有效的边坡监测和桥梁健康监测系统，是保障公路畅通
、
及时应对灾害的有效途径之一
。
建立边坡桥梁监测系统可以对公路边坡
、
桥梁等道路基础设施的安全状态进行监测，及时发现安全隐患，提前发出预警，保障公路行车安全
。
[0006]随着我国北斗卫星导航系统的民用化进程，北斗卫星系统技术用于公路边坡
、
桥梁变形监测，不受通视条件的限制
、
选点灵活
、
实时监测
、
高自动化，可以根据监测需要，将监测点布设在对变形较敏感的特征点上
。
相对于传统人工定期检测，具有更高的定位精度
、
更快的应急反应速度
、
更强的自动化程度
、
实时的观测能力
。
它可以实现高度自动化，大大减轻外业强度，同时又能够迅速得到高效可靠的三维点位监测数据
。
结合相关传感仪器设
备，可以全面监测边坡
、
桥梁的基本状态，保障交通运输安全出行
。
[0007]综上所述，现有的边坡监测技术存在需要耗费大量人力
、
实时性差
、
监测精度低等问题
。
传统的桥梁人工巡检和定期检测方法不仅监测效率低，造成了桥梁运营成本的提高和资源配置的不合理性，容易出现漏检
、
误检的现象，而且当桥梁结构发生缺陷以及形变时，存在预警告警不及时的问题
。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提出一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统和方法
。
[0009]本专利技术第一方面公开了一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统
。
所述系统包括采集监测子系统
、
数据库管理子系统
、
数据处理与分析子系统
、
安全评估预警子系统和系统管理子系统
。
[0010]所述采集监测子系统包括传感器模块
、
数据采集及传输模块和控制模块；其中：所述传感器模块被配置为：采集监测数据所述数据采集及传输模块被配置为：采集所述传感器模块输出的所述监测数据，并对所述监测数据进行信号调制，经调制后的信号被传输至所述数据库管理子系统；所述控制模块被配置为：控制所述传感器模块和所述数据采集及传输模块
。
[0011]所述数据库管理子系统被配置为：管理站点
、
结构物
、
北斗设备和传感器的基本信息数据，以及所述采集监测子系统发送的监测数据；管理所述安全评估预警子系统发送的预警信息数据；管理所述系统管理子系统的系统管理信息数据
。
[0012]所述数据处理与分析子系统被配置为：通过向用户提供用于查询的人机交互接口，对历史监测数据的趋势分析进行可视化，对不同监测要素的对比分析进行可视化，以及对有关联关系的观测要素的关联分析进行可视化
。
[0013]所述安全评估预警子系统包括安全评估模块和告警管理模块；其中：所述安全评估模块被配置为：访问所述数据库管理子系统的所述基本信息数据
、
所述监测数据
、
所述预警信息数据和所述系统管理信息数据，依据标准和规则设置预警等级分级，对访问到的数据进行安全评估；所述告警管理模块被配置为：根据预警等级和安全评估结果输出报警信息
。
[0014]所述系统管理子系统包括部门管理模块和用户管理模块；其中：所述部门管理模块被配置为：管理系统使用单位的基本信息；所述用户管理模块被配置为：管理所述系统使用单位的内部人员信息并配置人员权限
。
[0015]根据本专利技术第一方面的系统，所述传感器模块包括：布置在边坡顶部或坡面的传感器和北斗监测设备；布置在桥梁内部或桥梁表面的传感器和北斗监测设备
。
[0016]根据本专利技术第一方面的系统，所述布置在边坡顶部或坡面的传感器为雨量计，所述布置在桥梁内部或桥梁表面的传感器为裂缝计
、
位移计或雨量计
。
[0017]根据本专利技术第一方面的系统，所述雨量计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统，其特征在于，所述系统包括采集监测子系统
、
数据库管理子系统
、
数据处理与分析子系统
、
安全评估预警子系统和系统管理子系统；其中：所述采集监测子系统包括传感器模块
、
数据采集及传输模块和控制模块；其中：所述传感器模块被配置为：采集监测数据所述数据采集及传输模块被配置为：采集所述传感器模块输出的所述监测数据，并对所述监测数据进行信号调制，经调制后的信号被传输至所述数据库管理子系统；所述控制模块被配置为：控制所述传感器模块和所述数据采集及传输模块；所述数据库管理子系统被配置为：管理站点
、
结构物
、
北斗设备和传感器的基本信息数据，以及所述采集监测子系统发送的监测数据；管理所述安全评估预警子系统发送的预警信息数据；管理所述系统管理子系统的系统管理信息数据；所述数据处理与分析子系统被配置为：通过向用户提供用于查询的人机交互接口，对历史监测数据的趋势分析进行可视化，对不同监测要素的对比分析进行可视化，以及对有关联关系的观测要素的关联分析进行可视化；所述安全评估预警子系统包括安全评估模块和告警管理模块；其中：所述安全评估模块被配置为：访问所述数据库管理子系统的所述基本信息数据
、
所述监测数据
、
所述预警信息数据和所述系统管理信息数据，依据标准和规则设置预警等级分级，对访问到的数据进行安全评估；所述告警管理模块被配置为：根据预警等级和安全评估结果输出报警信息；所述系统管理子系统包括部门管理模块和用户管理模块；其中：所述部门管理模块被配置为：管理系统使用单位的基本信息；所述用户管理模块被配置为：管理所述系统使用单位的内部人员信息并配置人员权限
。2.
根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统，其特征在于，所述传感器模块包括：布置在边坡顶部或坡面的传感器和北斗监测设备；布置在桥梁内部或桥梁表面的传感器和北斗监测设备
。3.
根据权利要求2所述的一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统，其特征在于，所述布置在边坡顶部或坡面的传感器为雨量计，所述布置在桥梁内部或桥梁表面的传感器为裂缝计
、
位移计或雨量计
。4.
根据权利要求3所述的一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统，其特征在于，所述雨量计和所述北斗监测设备构成整体监测设备；其中，所述北斗监测设备由
GNSS
接收机和配套设备组成，所述北斗监测设备分为北斗监测基准站和北斗监测参考站，用于确定边坡或桥梁位移的感知基准
。5.
根据权利要求4所述的一种基于北斗定位的边坡桥梁监测系统，其特征在于，所述数据采集与传输模块包括数据传输单元和
4G
移动传输单元；其中：
所述数据传输单元被配置为：将
RS485
串...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰，刘建，万玮，
申请(专利权)人：中国交通通信信息中心，
类型：发明
国别省市：