【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁安全，特别涉及基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统及方法。
技术介绍
1、装配式桥（预制拼装桥梁），与传统现场施工钢筋绑扎、砼浇筑等桥梁建造方式不同，对于装配式桥而言，桥梁下部结构（墩柱、承台、盖梁）和上部结构（箱梁、板梁、t梁）的部分或全部构件，通过在预制构件厂中加工成型后，运输至施工现场吊装拼接成桥梁主体。桥梁的各个构件通过在预制生产过程中加工的预埋孔位、预埋钢筋、联接装置进行机械连接，利用构件中的灌浆套筒进行压浆，使砼充分填充构件之间的孔隙，达到整体强固作用。
2、现有的装配式桥在投入使用和维护时，还存在以下问题：
3、现有技术下在对装配时桥梁进行桥面监测时，往往会通过多个不同的摄像头分区段采集图像进行分区域监控，然而不同摄像头设置的位置及角度均不相同，通过采集的视频图像难以对桥面的整体情况进行整体的监控，往往需要对多个区域进行结合合适，不够直观和便利，难以对装配式桥梁桥面整体的运行情况和载荷进行有限的检测和警报。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统及其方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，包括：
3、大数据抓取单元，用于：
4、通过网络对监测终端及数据采集设备之间进行信息数据传输，并对数据采集设备所采集的桥面图像数据进行获取，同时对抓取到的桥面图像数
5、图像处理单元，用于：
6、对桥面图像数据进行归一化处理得到桥面灰度处理图像，对桥面灰度处理图像进行透视调整，对完成透视调整的图像进行排列组合并融合生成桥面组合图像；
7、桥面模拟单元，用于：
8、基于桥面组合图像模拟生成桥梁桥面模型并划分监测区域；
9、安全监测单元，用于：
10、对桥梁桥面模型的各个监测区域内部进行识别，基于桥面识别模块的识别结果，在承重超过载荷安全阈值时进行警报，在监测区域出现异常时进行区域报警；
11、监测终端，用于：
12、运载大数据抓取单元、图像处理单元、桥面模拟单元及安全监测单元并对.基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统进行操控，对传输的数据进行发送和接收，监测终端通过网络与大数据抓取单元、图像处理单元、桥面模拟单元及安全监测单元实现信号交互连接，同时通过网络与数据采集设备进行信息交互；
13、数据采集设备，用于：
14、对装配式桥梁的桥面图像数据进行采集，各个数据采集设备根据所设置位置设有不同的点位编号，数据采集设备设置于装配式桥梁上方高处。
15、进一步的，所述大数据抓取单元包括：
16、网络通信模块，用于：
17、与物联网及互联网进行网络信号交互通信，通过网络对监测终端及数据采集设备之间进行信息数据传输；
18、数据抓取模块，用于：
19、通过物联网与数据采集设备连接，对数据采集设备所采集的桥面图像数据进行获取，同时对抓取到的桥面图像数据进行预处理，基于各个数据采集设备所采集的各个桥面图像数据时的采集时间以及数据采集设备的点位编号，对桥面图像数据依据时间顺序进行标记和排序；
20、数据传输模块，用于：
21、对抓取并标记排序的桥面图像数据进行打包传输至图像处理单元。
22、进一步的，所述图像处理单元包括：
23、图像处理模块，用于：
24、对桥面图像数据进行归一化处理，变换为固定标准形式的灰度图像，并强化变换后各灰度图像的高频分量，得到桥面灰度处理图像；
25、透视调整模块，用于：
26、对桥面灰度处理图像进行透视调整，完成透视调整后输出桥面调整图像；
27、图像拼接模块，用于：
28、对同一采集时间所采集的桥面图像数据所生成的桥面调整图像进行排列组合，排列时基于各个桥面图像数据所对应的数据采集设备的点位编号进行排序，将排列组合后的桥面调整图像拼接融合并生成桥面组合图像。
29、进一步的，所述透视调整模块对桥面灰度处理图像进行透视调整，具体还包括以下步骤：
30、通过边缘检测和角点检测对各桥面灰度处理图像中装配式桥梁桥面部分进行四边形提取识别；
31、对四边形的各顶点进行标记，基于桥面灰度处理图像生成平面坐标系，对装配式桥梁桥面部分四边形的各顶点坐标进行获取；
32、确定装配式桥梁桥面校正目标平面矩形数据；
33、选定四边形的各顶点坐标，变换四边形的各顶点坐标至与校正目标平面矩形数据相匹配；
34、基于匹配后的四边形的各顶点坐标对装配式桥梁桥面部分四边形进行矩形变换；
35、完成透视调整并输出桥面调整图像。
36、进一步的，所述桥面模拟单元包括：
37、桥面生成模块，用于：
38、基于桥面组合图像生成桥梁桥面模型，并基于不同采集时间下的桥面组合图像对桥梁桥面模型进行定时更新；
39、区域划分模块，用于：
40、对桥梁桥面模型进行监测区域划分，所述监测区域划分为相同形状大小的矩形监测区域，并对不同的监测区域进行区域标号。
41、进一步的，所述安全监测单元包括：
42、桥面识别模块，用于：
43、对桥梁桥面模型的各个监测区域内部进行识别，对同一采集时间下的各个监测区域内部的车辆进行识别，并对桥面情况进行识别，所述桥面情况包括裂痕、坑洞和异物；
44、安全评级模块，用于：
45、基于桥面识别模块的识别结果，对桥梁桥面模型的各个监测区域内部进行安全评级分析，基于识别结果对装配式桥梁上同一采集时间下的所有车辆进行总计并进行承重预测，在装配式桥梁预测承重超过载荷安全阈值时进行警报；
46、区域报警模块，用于：
47、在各个监测区域内部识别出裂痕、坑洞或异物时，进行区域报警。
48、进一步的，所述数据采集设备为图像采集摄像头，所述图像采集摄像头设置于装配式桥梁桥面两侧的上方高空，各个数据采集设备之间相隔等距设置，基于各个数据采集设备所设置的位置及顺序对数据采集设备进行点位编号，各个数据采集设备所采集的桥面图像数据依据点位编号进行相对应的数据标记。
49、进一步的，监测终端中，通过网络与数据采集设备进行信息交互，包括：
50、节点构建单元，用于在网络中构建第一网络节点、第二网络节点与第三网络节点；
51、地址获取单元，用于分别获取第一网络节点对应的第一节点地址、第二网络节点对应的第二节点地址以及第三网络节点对应的第三节点地址；
52、通信连接构建单元，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述大数据抓取单元包括：
3.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述图像处理单元包括：
4.如权利要求3所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述透视调整模块对桥面灰度处理图像进行透视调整，具体还包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述桥面模拟单元包括：
6.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述安全监测单元包括：
7.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述数据采集设备为图像采集摄像头，所述图像采集摄像头设置于装配式桥梁桥面两侧的上方高空，各个数据采集设备之间相隔等距设置，基于各个数据采集设备所设置的位置及顺序对数据采集设备进行点位编号，各个数据采集设备所采集的桥面图
8.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于，监测终端中，通过网络与数据采集设备进行信息交互，包括：
9.如权利要求8所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于，第二网络读取单元中，确定标准待交互信息的可信程度，包括：
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述大数据抓取单元包括：
3.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述图像处理单元包括：
4.如权利要求3所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述透视调整模块对桥面灰度处理图像进行透视调整，具体还包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述桥面模拟单元包括：
6.如权利要求1所述的基于大数据的装配式桥梁桥面载荷安全监测系统，其特征在于：所述安全监测单元包括：
7.如权利要求1所述的基于大数据的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚峰，孙鹤，吴维莉，蔡惠华，盛强，王峥，周青，王帅，张兴佳，胡得尚，韩旭洪，李林峰，
申请(专利权)人：中交三航局第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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