桥梁监测方法及桥梁监测装置与流程

本发明涉及桥梁监测领域，具体而言，涉及一种桥梁监测方法及桥梁监测装置。

背景技术：

混凝土作为楼房、铁桥、隧道等各种混凝土建筑物使用的材料，应用越来越广泛。但随着混凝土使用年限的增加，会产生裂缝，并且裂缝中会渗入雨水使墙体更加恶化导致桥梁建筑物强度降低。为此必须对桥梁建筑物进行维护，何时进行维护需要经常对裂缝的状态进行把握。

以前对混凝土上的裂缝进行检查时，作业人员需要现场使用刻度尺直接测量裂缝的宽度或者使用数字相机对裂缝进行现场拍照，之后将测量结果带回管理中心进行分析再确定是否需要进行相应的维护。

近年来也有通过无线技术对桥梁、隧道、建筑物进行监测的方法。而在现有的桥梁监测方法中通常存在监测距离短、数据流量大以及成本高的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种桥梁监测方法及桥梁监测装置，以解决现有技术中桥梁监测方法存在监测距离短、数据流量大以及成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了桥梁监测方法，包括：将桥梁沿其长度方向分隔为多个子区域；在各子区域内设置多个监测点，各监测点均包括信息采集装置，且同一子区域内的所有监测点的数据汇集至同一局部监测站，不同的子区域对应不同的局部监测站；各局部监测站在其所有的监测点的数据收集完成后发送给监控中心，并通过监控中心对接收的数据进行分析处理。

进一步地，同一子区域内的各监测点的数据分别传输给局部监测站；或者同一子区域内的所有监测点的数据链状传输后汇集到对应的局部监测站处。

进一步地，各桥梁的桥桁上均布置有监测点。

进一步地，各子区域内监测点的个数均相同；或者至少一个子区域内监测点的个数与其余子区域内监测点的个数不同。

进一步地，各子区域内监测点的个数小于等于255个。

进一步地，桥梁监测方法还包括存储步骤，存储步骤包括局部监测站将接收到的各监测点的数据分别进行存储，并在对应的子区域内的所有监测点的数据全部接收和存储后发送给监控中心。

进一步地，桥梁监测方法还包括在监控中心接收数据后的预警步骤，预警步骤包括：设定预设报警范围；将接收的数据与预设报警范围进行比较；在数据超出预设报警范围时，由监控中心的预警系统发出预警提醒，并通过监控中心的显示单元对数据进行显示。

进一步地，预设报警范围被划分为多个子范围，数据对应至不同的子范围内时，预警提醒的类型和/或等级不同。

进一步地，预警提醒的类型包括声音提醒、光电提醒、振动提醒、向外界设备发送预警信息提醒中的至少一种。

进一步地，当预警提醒的类型相同时，不同的子范围对应不同的预警提醒的等级；或者不同的子范围对应不同的预警提醒的等级，且不同的等级对应不同的类型。

根据本发明的另一方面，提供了一种桥梁监测装置，包括：监控中心；与监控中心信号分别连接的多个局部监测站；多个监测点，多个监测点沿桥梁的长度方向依次布置，相邻的多个监测点为一组处于同一个子区域内，且不同的子区域内的监测点与不同的局部监测站一一对应连接，其中，各监测点均包括信息采集装置，信息采集装置采集桥梁的状态信息并发送至对应的局部监测站。

进一步地，监控中心包括：预警系统，监控中心内设定有预设报警范围，监控中心将接收到的数据与预设报警范围进行比较；显示单元，当数据超出预设报警范围时，预警系统预警提醒，显示单元显示数据。

进一步地，预警系统包括扬声器、灯、振动装置和信号发送装置中的至少一种。

进一步地，信息采集装置包括裂缝监测单元、倾斜监测单元中的至少一种；和/或同一个局部监测站对应的监测点的数量小于等于255；和/或局部监测站还包括存储器，多个监测点向存储器发送数据，并由存储器进行存储。

应用本发明的技术方案，本申请中的桥梁监测方法包括：将桥梁沿其长度方向分隔为多个子区域；在各子区域内设置多个监测点，各监测点均包括信息采集装置，且同一子区域内的所有监测点的数据汇集至同一局部监测站，不同的子区域对应不同的局部监测站；各局部监测站在其所有的监测点的数据收集完成后发送给监控中心，并通过监控中心对接收的数据进行分析处理。

使用上述桥梁监测方法时，通过将桥梁分隔成多个子区域并对各子区域进行监测，实现了对大型桥梁的远距离监测。由于与在各子区域中设置有多个局部监测站，所以通过不同的局部监测站能够对不同子区域中的所有监测点的监测数据进行接收，并通过多个局部监测站将整个桥梁的监测信息发送至监控中心，从而实现对整个桥梁的监测。通过这样有效地解决了在桥梁监测中由于监测数据的线性传输而导致传输过程中数据流量大、传输成本高的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个具体实施例的桥梁监测装置的监测点、局部监测中心和监控中心之间的连接示意图；

图2示出了图1中的监测点的信息采集装置的内部连接示意图；

图3示出了图1中的局部监测站的内部连接示意图；

图4示出了图1中的监控中心的内部连接示意图；

图5示出了图1中的监测点的信息采集装置与桥梁的安装关系图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、监测点；11、信息采集装置；111、裂缝监测单元；112、数据处理单元；113、无线发送单元；114、控制单元；20、局部监测站；21、无线接收单元；22、局部监测控制单元；23、局部监测无线发送单元；30、监控中心；31、监控中心无线接收单元；32、监控中心数据处理单元；33、预警系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中桥梁监测方法存在监测距离短、数据流量大以及成本高的问题，本申请提供了一种桥梁监测方法及桥梁监测装置。

本申请中的桥梁监测方法包括：将桥梁沿其长度方向分隔为多个子区域；在各子区域内设置多个监测点10，各监测点10均包括信息采集装置11，且同一子区域内的所有监测点10的数据汇集至同一局部监测站20，不同的子区域对应不同的局部监测站20；各局部监测站20在其所有的监测点10的数据收集完成后发送给监控中心30，并通过监控中心30对接收的数据进行分析处理。

使用上述桥梁监测方法时，通过将桥梁分隔成多个子区域并对各子区域进行监测，实现了对大型桥梁的远距离监测。由于与在各子区域中设置有多个局部监测站20，所以通过不同的局部监测站20能够对不同子区域中的所有监测点10的监测数据进行接收，并通过多个局部监测站20将整个桥梁的监测信息发送至监控中心30，从而实现对整个桥梁的监测。通过这样有效地解决了在桥梁监测中由于监测数据的线性传输而导致传输过程中数据流量大、传输成本高的问题。

具体地，同一子区域内的各监测点10的数据分别传输给局部监测站20。通过这样可以有效地提高各监测点10与局部监测站20之间的数据传输速度。

可选地，同一子区域内的所有监测点10的数据链状传输后汇集到对应的局部监测站20处。当选用此种传输方法时，由于局部监测站20收到的数据是整个子区域内所用监测点10的数据，因此当局部监测站20接收到数据后可直接将数据传输至监控中心30。

可选地，各桥梁的桥桁上均布置有监测点10。当然，也可以在桥梁的重点监测范围内布置多个监测点10。

可选地，各子区域内监测点10的个数均相同。

可选地，至少一个子区域内监测点10的个数与其余子区域内监测点10的个数不同。当然，对于桥梁事故多发的位置处，可以增加单位长度内子区域的数量，或者增加子区域中监测点10的数量。

具体地，各子区域内监测点10的个数小于等于255个。根据常用的8位二进制的应用习惯，一般一个局部监测站20最大可控制的监测点10的数量为255个。

具体地，桥梁监测方法还包括存储步骤，存储步骤包括局部监测站20将接收到的各监测点10的数据分别进行存储，并在对应的子区域内的所有监测点10的数据全部接收和存储后发送给监控中心30。通过这样设置可以实现局部监测站20对接收到的监测点10的信息进行延时发送或者在接收到同一子区域中的监测点10的所有数据信息后将接收的数据信息进行统一发送。

具体地，桥梁监测方法还包括在监控中心30接收数据后的预警步骤，预警步骤包括：设定预设报警范围；将接收的数据与预设报警范围进行比较；在数据超出预设报警范围时，由监控中心30的预警系统33发出预警提醒，并通过监控中心30的显示单元对数据进行显示。

可选地，预设报警范围被划分为多个子范围，数据对应至不同的子范围内时，预警提醒的类型和/或等级不同。

可选地，预警提醒的类型包括声音提醒、光电提醒、振动提醒、向外界设备发送预警信息提醒中的至少一种。

可选地，当预警提醒的类型相同时，不同的子范围对应不同的预警提醒的等级；或者不同的子范围对应不同的预警提醒的等级，且不同的等级对应不同的类型。

通过这样设置，可以通过监控中心30发出的预警提醒的类型或者等级的不同来判断监控中心30接收到的数据超过预设报警范围的程度。

如图1至图4所示，本申请中的种桥梁监测装置包括监控中心30、与监控中心30信号分别连接的多个局部监测站20以及多个监测点10。多个监测点10沿桥梁的长度方向依次布置，相邻的多个监测点10为一组处于同一个子区域内，且不同的子区域内的监测点10与不同的局部监测站20一一对应连接，其中，各监测点10均包括信息采集装置11，信息采集装置11采集桥梁的状态信息并发送至对应的局部监测站20。

具体地，监控中心30包括：预警系统33，监控中心30内设定有预设报警范围，监控中心30将接收到的数据与预设报警范围进行比较；显示单元，当数据超出预设报警范围时，预警系统33预警提醒，显示单元显示数据。

可选地，预警系统33包括扬声器、灯、振动装置和信号发送装置中的至少一种。通过这样设置，可以有效地保证预警系统33发出的预警信息更加容易的被操作人员发现。

具体地，信息采集装置11包括裂缝监测单元111、倾斜监测单元中的至少一种；同一个局部监测站20对应的监测点10的数量小于等于255；局部监测站20还包括存储器，多个监测点10向存储器发送数据，并由存储器进行存储。

当然，根据不同的用途划分，信息采集装置11除了可以是裂缝监测单元111外还可以是倾斜监测单元，或者同事包括裂缝监测单元111和倾斜监测单元。

还需要指出的是，在本申请中监测点10和局部监测站20之间采用近距离低功耗无线传输通讯方式，如lora，zigbee等实现局部组网，不占用公共网络资源，这样设置不仅成本低而且一个局部监测站20的管理范围可达到几百米至几千米的距离。并且局部监测站20与监控中心30之间采用低功耗低流量的物联网系统进行传输，如nb-iot，sigfox等，从而可降低监控成本。

如图2所示，需要指出的是在本申请中信息采集装置11可以实现如下功能裂缝监测单元111或者倾斜监测单元实现对所要收集的数据进行采集，并通过数据处理单元112对收集到的数据进行处理，如对模拟量的模数转换、数据补正及数据传输方式的转换等，并将处理完成的数据传送给无线发送单元113，无线发送单元113按照既定的无线传送方式将数据发送至局部监测站20。并且，信息采集装置11还具有用于控制裂缝监测单元111、倾斜监测单元、数据处理单元112和无线发送单元113的控制单元114。

如图3所示，在本申请中，局部监测站20包括无线接收单元21、局部监测无线发送单元23及局部监测控制单元22，从而能够实现对数据的接收及将数据发送至监控中心30。

如图4所示，在本申请中，监控中心30主要包括监控中心无线接收单元31、监控中心数据处理单元32和预警系统33。并且，监控中心30还可以包括显示单元，通过显示单元可以显示出监控中心接收的数据的变化规律曲线。

如图5所示，在将信息采集装置11安装在桥梁上时，可直接将信息采集装置11固定在待监测位置处。

还需要说明的是，在局部监测站20和监控中心30之间可以通过物联网系统实现数据传输。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、能够有效地实现长距离监测；

2、有效地减少了数据传输过程中的数据流量；

3、节约成本，提高监测效率。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。