一种北斗变形巡检系统的制作方法

本发明属于北斗监测技术领域，更具体地，涉及一种北斗变形巡检系统。

背景技术：

为了适应新时期的新特点和新要求，客站建设要体现“功能性、系统性、先进性、文化性、经济性”的原则。大空间、大跨度结构的车站雨棚，因贯彻了无柱的设计理念，既最大限度地为旅客提供了进出站的空间，又集中体现了现代化车站的通透和无障碍理念，因而车站雨棚成为了新型铁路客站的首选建筑形态。

雨棚钢结构主要体现在屋盖结构和支撑体系上，应用在空间要求较高的建筑时，往往采用大跨度、大柱网的空间钢结构体系，需采用大量的新技术和新材料，同时主桁架跨度大，构件存在空间扭转、连接关系复杂及传力路径复杂等问题。在实际应用中，雨棚钢结构除承受设计荷载外，还要承受复杂的外部环境荷载(比如风雨雪荷载，列车气动荷载)，因此，很难通过数值分析的方法评估雨棚钢结构的实际应力与变形状态，必须借助设备检测分析以保障高速铁路雨棚钢结构的运营安全。

现有的屋盖变形监测主要关注竖向挠度变化，通常采用静力水准仪进行监测，考虑屋盖的对称性，在重要部位设置测线，再在测线上布置若干监测点，达到以点代线，反应主要钢架结构的挠度变化。上述方法存在以下不足：(1)只能在关键节点处监测雨棚钢结构的竖向变形情况，无法监测雨棚钢结构的水平方向的变形；(2)测点有限，也无法对测线整条线连续测量；(3)测得的静力水准数值为相对于基准点的相对值，基准点常设置于支柱上，自身基准值需要经常校核；(4)当监测到异常挠度变化时，对于屋盖上方的情况及完好性无法及时获取。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种北斗变形巡检系统，旨在解决现有的静力水准仪无法实时监测雨棚钢结构的绝对水平方向的变形及沉降值问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种北斗变形巡检系统，包括北斗监测模块、集成终端承台、导轮、轨道、应变计和云平台；

所述应变计用于设置在待监测对象的关键节点处，根据所述应变计的布置情况，在待监测对象上设置所述轨道；

导轮用于实现集成终端承台在轨道上的移动；

北斗监测模块用于实时获取天气数据及待监测对象的形貌特征数据，并将其通过网络传输至云平台；同时用于通过接收云平台发送的移动指令，驱动集成终端承台移动；

应变计用于实时获取待监测对象的应力数据和应变数据，并将其传输至云平台；

云平台用于对应力数据、应变数据、天气数据及待监测对象的形貌特征数据分析，向北斗监测模块发送移动指令或发送预警信息。

优选地，北斗监测模块包括：北斗监测终端、风速针、风向针、摄像机、驱动电机和温湿雨雪传感器；

风速针、风向针和摄像机固定在北斗监测终端的支柱上；

温湿雨雪传感器、驱动电机和北斗监测终端放置在集成终端承台上；

风速针和风向针分别用于测量风速和风向；

温湿雨雪传感器用于获取温度、湿度和雨雪量；

其中，风速、风向、温度、湿度和雨雪量构成天气数据；

摄像机用于拍摄待监测对象的形貌特征；

驱动电机用于根据移动指令驱动集成终端承台移动。

优选地，轨道为s形连续轨道；

优选地，应变计接入工控箱，工控箱通过网络将应力数据和应变数据传输至云平台；

优选地，移动指令驱动集成终端承台移动至待监测对象的指定位置，或沿轨道的布设位置进行巡回移动。

优选地，北斗变形巡检系统应用于屋盖的沉降变形监测；

优选地，北斗变形巡检系统应用于基坑的沉降变形监测；应变计设置在基坑内钢上，轨道沿基坑周边布设。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

本发明采用北斗监测模块可以实时获取天气数据及待监测对象的形貌特征数据；云平台通过向北斗监测模块发送移动指令，沿着轨道对监测对象进行全方位的形貌特征数据采集，可沿着轨道反复测量，同时沿着轨道有应变计的设计，可结合待监测对象的形貌特征数据、天气数据、应力数据和应变数据对待监测对象的变形和沉降进行全方位的分析，提高了巡检的准确度。

本发明设置的北斗监测模块设置有风速针、风向针、摄像机和温湿雨雪传感器，可集成风速、风向、温度、湿度、雨雪量和待监测对象的形貌特征，上述数据均传输至云平台，云平台通过考虑上述多个因素的影响输出预警信号或移动指令，相比于现有技术准确性较高；同时由于现有静力水准监测方法只能进行固定点位监测，而本发明提供的驱动电机通过接收移动指令，可驱动轨道移动至任意位置，因此，本发明为监测待监测对象的沉降提供了便捷，适用范围更广。

本发明提供的移动指令和预警信息是建立在实时高精度的三维绝对坐标值的基础上，避免了常规静力水准测量基准点校核的问题，因此，本发明获取的沉降信息更为精准。

本发明采用云平台将应变计和北斗监测终端传输的数据进行整合分析，并根据分析结果决定是否发送指令到北斗监测终端进行监测，实现了现场与平台的自动交互，完成了监测系统的自动化、信息化和智慧化。

本发明提供的北斗变形巡检系统进行屋盖巡检时，可以同步获取测点、屋盖环境参数及图像信息，为变形沉降溯源分析提供了支撑。

附图说明

图1是本发明提供的北斗巡检终端示意图；

图2是本发明提供的巡检轨道示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中，1：北斗监测终端；2：风速针；3：风向计；4：摄像机；5：驱动电机；6：温湿雨雪传感器；7：集成终端承台；8-导轮；9-工字形轨道；10：屋盖；11：应变计。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中的云平台是利用区域现有网络通信环境，借鉴北斗应用平台，建设的北斗卫星导航位置服务体系，是各类位置服务系统与各服务中心之间提供数据资源共享的平台。

如图1所示，本发明提供了一种北斗变形巡检系统，包括：北斗监测模块、集成终端承台7、导轮8、轨道9、应变计11和云平台；

所述应变计11用于设置在待监测对象的关键节点处，根据应变计11的布置情况，在待监测对象上设置所述轨道9；

导轮8用于实现集成终端承台7在轨道9上的移动；

北斗监测模块用于实时获取天气数据及待监测对象的形貌特征数据，并将其通过网络传输至云平台；且通过接收云平台发送的移动指令，驱动集成终端承台7移动；

应变计11用于实时获取待监测对象的应力数据和应变数据，并将其传输至云平台；

云平台用于对应力数据、应变数据、天气数据及待监测对象的形貌特征数据进行分析，发送移动指令或发送预警信息。

优选地，北斗监测模块包括：北斗监测终端1、风速针2、风向针3、摄像机4、驱动电机5和温湿雨雪传感器6；

风速针2、风向针3和摄像机4固定在北斗监测终端1的支柱上；

温湿雨雪传感器6、驱动电机5和北斗监测终端1放置在集成终端承台7上；

风速针2和风向针3分别用于测量风速和风向；

温湿雨雪传感器6用于获取温度、湿度和雨雪量；

其中，风速、风向、温度、湿度和雨雪量构成天气数据；

摄像机4用于拍摄待监测对象的形貌特征；

驱动电机5用于根据移动指令驱动集成终端承台7移动。

优选地，轨道9为s形连续轨道；

优选地，移动指令驱动集成终端承台7移动至待监测对象的指定位置，或沿轨道9的布设位置进行巡回移动。

优选地，北斗变形巡检系统应用于屋盖10的沉降变形监测；

优选地，北斗变形巡检系统应用于基坑的沉降变形监测；应变计11设置在基坑内钢上，轨道9沿基坑周边布设。当钢支撑应力发生变化时，北斗监测终端1可对钢支撑涉及到的重点部位或者全基坑周边进行巡检，能够及时且灵活地分析基坑整体的变形情况，利于及时发现安全隐患，保证施工的安全性。

实施例

如图1所示，本实施例提供了北斗巡检终端，包括北斗监测模块、集成终端承台7、导轮8和轨道9；北斗监测模型包括北斗监测终端1、风速针2、风向针3、摄像机4、驱动电机5和温湿雨雪传感器6；

导轮8用于实现集成终端承台7在轨道9上的移动；移动指令驱动集成终端承台7移动至屋盖10的指定位置，或沿轨道9的布设位置进行巡回移动。

北斗监测模块用于实时获取天气数据及屋盖10的形貌特征数据，并将其通过网络传输至云平台；且通过接收云平台发送的移动指令，驱动集成终端承台7移动；具体为：

风速针2、风向针3和摄像机4固定在北斗监测终端1的支柱上；温湿雨雪传感器6、驱动电机5和北斗监测终端1放置在集成终端承台7上；

温湿雨雪传感器6用于获取温度、湿度和雨雪量；摄像机4用于拍摄屋盖10的形貌特征；驱动电机5用于根据移动指令驱动集成终端承台7移动；

其中，风速、风向、温度、湿度和雨雪量构成天气数据。

图2为本实施例提供的巡检轨道示意图，图2中的应变计11设置在屋盖的关键节点处，将所有应变计与工控箱连接，工控箱通过5g网络与云平台进行数据传输。在屋盖上依据应变计11节点布置情况设置s形轨道9，在轨道9上安装集成终端承台7，集成终端承台7和导轨9之间通过导轮8连接。

在日常监测时。应变计11数据异常时，工控箱通过5g网络将应变计11位置和数据发送到云平台，云平台根据程序设定，发送巡检指令到北斗监测终端1，北斗监测终端接收指令后驱动集成终端承台7自行到达指定位置进行监测，或者沿着s形轨道对屋盖10进行全域监测，监测完毕后将监测到的变形沉降数据及环境数据发送到云平台。

云平台接收到北斗监测模块和应变计11发送回的数据，进行大数据分析，依据预警值和趋势分析，判断是否给管理人员和技术人员发送预警信息，进而保障屋盖10的安全稳定。

综上所述，本发明提供的技术方案，与现有技术相比，存在以下优势：

本发明采用北斗监测模块可以实时获取天气数据及待监测对象的形貌特征数据；云平台通过向北斗监测模块发送移动指令，沿着轨道对监测对象进行全方位的形貌特征数据采集，可沿着轨道反复测量，同时沿着轨道有应变计的设计，可结合待监测对象的形貌特征数据、天气数据、应力数据和应变数据对待监测对象的变形和沉降进行全方位的分析，提高了巡检的准确度。

本发明设置的北斗监测模块设置有风速针、风向针、摄像机和温湿雨雪传感器，可集成风速、风向、温度、湿度、雨雪量和待监测对象的形貌特征，上述数据均传输至云平台，云平台通过考虑上述多个因素的影响输出预警信号或移动指令，相比于现有技术准确性较高；同时由于现有静力水准监测方法只能进行固定点位监测，而本发明提供的驱动电机通过接收移动指令，可驱动轨道移动至任意位置，因此，本发明为监测待监测对象的沉降提供了便捷，适用范围更广。

本发明提供的移动指令和预警信息是建立在实时高精度的三维绝对坐标值的基础上，避免了常规静力水准测量基准点校核的问题，因此，本发明获取的沉降信息更为精准。

本发明采用云平台将应变计和北斗监测终端传输的数据进行整合分析，并根据分析结果决定是否发送指令到北斗监测终端进行监测，实现了现场与平台的自动交互，完成了监测系统的自动化、信息化和智慧化。

本发明提供的北斗变形巡检系统进行屋盖巡检时，可以同步获取测点、屋盖环境参数及图像信息，为变形沉降溯源分析提供了支撑。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。