一种根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥信号的装置制造方法及图纸

一种根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥信号的装置。涉及桥梁和交通领域，三部分组成：起偏镜与光靶标组成光源部分；检偏镜与CMOS光靶、数字滤波模块、中央数据处理模块、数据输入模块、延时模块、LCD显示屏、电源1模块组成单板机部分；显示控制模块、LED显示屏、语音模块、功放模块、扬声器、电源2模块组成交通信号显示和语音提示部分。可以解决现有用普通光测量变形抗干扰能力差、无法测出扭转变形量和根据车辆是否超载来阻拦过桥车辆不利于桥梁资源的合理使用和充分利用问题。根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥信号，指挥车辆、行人的过往。有效保证了桥梁的安全合理使用，为桥梁交通自动化管理提供了强有力的工具。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及桥梁和交通，尤其是桥梁变形监测和交通指挥信号。
技术介绍
1.经对现有技术文献的检索发现，桥梁变形测量现有技术有许多种方法，众多变 形测量方法其目的是为桥梁鉴定、运行及其安全状况提供技术数据。在现有技术中，有一种 用光来测量变形的技术，即将一束可见光由光靶标射到光靶上，光靶标和光靶，一端固定在 需要测量变形的部位，一般位于桥梁的跨中，另一端固定在桥梁支座部位，当各种可变作用 使桥梁产生变形时，打到光靶上的光点位置也随着发生变化，光靶一般用电荷耦合器件构 成，电荷耦合器件将光点变化数据传给数据处理模块，通过数据处理就可以计算出桥梁发 生的变形量。上述技术不足之处是，使用普通光源抗干扰能力差，只能提供两个方向的变形 数据，无法测出扭转变形量。2.经对现有技术文献的检索，未发现根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥信号 的装置，只发现有一类是通过对过桥车辆是否超载的鉴别，来控制阻拦超载车辆驶过桥面 的技术。上述技术中显然存在不合理之处，因为桥梁的承载能力与其所受汽车荷载、人群荷 载、水流压力、冰压力、温度作用等多种因素有关，只根据过桥车辆是否超载进行阻拦，不利 于桥梁资源的合理使用和充分利用。
技术实现思路
为了解决现有用普通光测量变形抗干扰能力差、无法测出扭转变形量和根据车辆 是否超载来阻拦过桥车辆不利于桥梁资源的合理使用和充分利用问题，本技术提供一 种桥梁水平、垂直和扭转变形量监测联动装置，可根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥 信号，指挥车辆、行人的过往，有效保证了桥梁的安全合理使用。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是由三部分组成1.将起偏镜与光靶标的标头紧贴，组成光源部分。电源接口位于光靶标的背面。 使用中由安装吊架将光靶标固定在桥梁需要监测变形的部位，一般位于桥梁的跨中，桥梁 构件的下方，并将标头对向CMOS光靶。2.将检偏镜与CMOS光靶紧贴，CMOS光靶与数字滤波模块相连，数字滤波模块与中 央数据处理模块相连，中央数据处理模块与数据输入模块、延时模块、LCD显示屏、电源1模 块相连，延时模块与信号输出接口相连，电源1模块与电源接口相连，组成单板机部分。贴 有检偏镜的CMOS光靶、LCD显示屏、菜单键、确认键、加减键、电源接口位于机箱正面。数据 输入模块的数据输入是靠菜单键、确认键、加减键、LCD显示屏来实现。使用中将机箱固定 于桥梁支座附近，此处在桥梁受到各种可变作用时应不发生变形，机箱正面对向光靶标。3.将信号输入接口与语音模块、显示控制模块相连，显示控制模块与电源2模块、 LED显示屏相连；语音模块与功放模块相连；功放模块与电源2模块、扬声器相连；电源2模 块与电源接口相连，组成交通信号显示和语音提示部分。信号输入接口、电源接口位于机箱下部。使用中由支杆将机箱按规定安装在桥梁入口的右侧。功能与原理本技术光源是由光靶标发出的一束脉冲激光，通过由偏振光镜片构成的起偏 镜后，形成一束脉冲偏振激光，将此光束对准CMOS光靶，当桥梁受到可变作用正截面产生 竖向或横向变形时，打到CMOS光靶上的偏振光光点位置也会发生相应的变化，当桥梁受到 可变作用正截面产生扭转变形时，打到CMOS光靶上的偏振光光点的偏振方向就会发生相 应的变化。由于CMOS光靶前装有偏振光镜片构成的检偏镜，透过检偏镜，光点的明暗就会 发生相应的变化。CMOS光靶采用的是互补金属氧化物半导体传感器，它的作用是将光点位 置、明暗变化转换成数字信号，数字信号经数字滤波模块送至中央数据处理模块，数字滤波 模块的作用是将不符合所发脉冲激光条件的信号滤掉，可以大大提高监测过程中的抗干扰 性，中央数据处理模块将计算出的水平、垂直及扭转变形量输出到LCD显示屏显示监测数 据。本技术控制交通指挥信号所采用的桥梁变形量，是桥梁在正常使用极限状态 下的变形数据，最终控制值是承载能力极限状态下的变形数据。根据中华人民共和国行业 标准《公路桥涵设计通用规范》条文说明第4. 1. 7条所述正常使用极限状态下设计的结 构，其可变作用由以前的标准值改为频遇值和准永久值。因为标准值为结构使用期内的最 大值，显然，频遇值和准永久值要小于标准值，这就为采用正常使用极限状态下的变形数据 控制交通指挥信号提供了依据，避免了桥梁经常运行到承载能力极限状态，因为，在此状态 下，一旦出现超载车辆，桥梁的安全将难以保障。本技术可输入两种状态下的变形数据，第一种是正常使用极限状态下的变形 数据；第二种是承载能力极限状态下的变形数据。每种状态下可输入多组数据，其组数可根 据可变作用的组合数来确定。每组数据有三个值，即水平、垂直和扭转角值，通过数据输入 模块输入到中央数据处理模块，中央数据处理模块将此数据与监测到的桥梁变形数据进行 比较，当监测数据等于第一种状态下的变形数据时，中央数据处理模块发出第一道交通指 挥信号，通过延时模块和数据输出、输入接口至显示控制模块和语音模块，显示控制模块控 制LED显示屏发出红灯信号，语音模块通过功放至扬声器发出“前方桥梁已达到正常使用 极限状态，请行人和车辆停止前行”的语音提示，循环播放。在某些特殊情况下，当监测数据 等于第二种状态下的变形数据时，中央数据处理模块发出第二道交通指挥信号，通过延时 模块和数据输出、输入接口至显示控制模块和语音模块，显示控制模块控制LED显示屏发 出红灯信号，语音模块通过功放至扬声器发出“前方桥梁已达到承载能力极限状态，行人和 车辆必须停止前行”的语音提示，循环播放。在中央数据处理模块与信号输出接口间加了一个延时模块，其工作原理是，防止 监测到的桥梁变形数据与输入数据频繁相等，而使得红灯信号和语音提示反复启动，其延 时时间可依据交通状况通过数据输入模块来设定。当监测到的桥梁变形数据小于第一种状态下的输入数据后，中央数据处理模块发 出交通指挥信号，通过延时模块和数据输出、输入接口至显示控制模块和语音模块，语音模 块停止语音提示播放，显示控制模块控制LED显示屏关闭红灯信号，并开启绿灯信号一段 时间，然后由绿灯转换成禁令标志。本技术可提供多种交通禁令标志，限制质量、限制 轴重、限制高度、限制速度等，供交通管理部门选择使用，LED显示屏可同时显示两个标志。本技术的有益效果是，1.可以时时监测桥梁某截面处的竖向、横向和扭转变形量，为桥梁鉴定、运行及其 安全状况提供技术数据以保证桥梁的安全运行。2.利用桥梁在正常使用极限状态下的变形量来控制交通指挥信号，指挥车辆、行 人的过往，有效保证了桥梁的安全合理使用，桥梁资源得到了充分利用，使桥梁的寿命得以保障。3.为桥梁交通自动化管理提供了强有力的工具。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术单板机整体结构示意图。图2是光源正面示意图。图3是交通信号显示和语音提示整体结构示意图。图4是光源侧面示意图。图5是本技术的单板机结构框图。图6是交通信号显示和语音提示系统结构框图。图中1.电源接口，2.菜单键，3.确认键，4.加减键，5. IXD显示屏，6.信号输出接 口，7.机箱，8.检偏镜，9. CMOS光靶，10.光靶标，11.起偏镜，12.安装吊架，13.电源接口， 14.扬声器，15. LED显示屏，16.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种根据桥梁变形量的变化来控制交通指挥信号的装置，其特征在于：起偏镜（１１）与光靶标（１０）的标头紧贴，组成光源部分，检偏镜（８）与ＣＭＯＳ光靶（９）紧贴、ＣＭＯＳ光靶（９）与数字滤波模块相连、数字滤波模块与中央数据处理模块相连、中央数据处理模块与数据输入模块、延时模块、ＬＣＤ显示屏（５）、电源１模块相连，延时模块与信号输出接口（６）相连，电源１模块与电源接口（１）相连，组成单板机部分，由信号输入接口（１７）与语音模块、显示控制模块相连，显示控制模块与电源２模块、ＬＥＤ显示屏（１５）相连，语音模块与功放模块相连，功放模块与电源２模块、扬声器（１４）相连，电源２模块与电源接口（１８）相连，组成交通信号显示和语音提示部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恬粲，
申请(专利权)人：天津市池源科技有限公司，孙恬粲，
类型：实用新型
国别省市：12