基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台的制作方法

本发明涉及桥梁健康安全监测领域，涉及到基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台。

背景技术：

近年来，拱形桥梁健康安全状况一直是人们特别关心的问题。但是，由于对拱形桥的桥洞健康安全状况的管理缺乏有效的监测手段，拱形桥梁事故时有发生，给国家和人民群众的生命财产带来了严重伤害和巨大损失。

目前，现有的拱形桥梁桥洞健康安全监测方法为对桥洞的个别位置设置传感器进行监视测量，无法全面的把握和了解桥洞降沉问题，导致监测数据的准确性和可靠性降低，同时现有的方法通过人工不能精确监测拱形桥梁的桥洞变形数据，从而无法及时分析拱形桥梁的桥洞健康安全状况，导致拱形桥梁失去养护的最佳时机，进而增加人民的出行安全隐患，给人民群众的生命财产造成了严重伤害和损失，为了解决以上问题，现设计基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台，本发明通过将待监测拱形桥的桥洞区域划分成若干子区域，对待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域进行检测点的布设，检测桥洞区域内各子区域检测点位置处的桥洞半径，对比得到桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值，同时获取待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，对比分析桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值，综合计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数，并分析待监测拱形桥的桥洞健康安全是否合格，若不合格则发送预警指令，通知相关人员进行封锁和处理，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台，包括区域划分模块、检测点布设模块、桥洞半径检测模块、桥洞半径分析模块、拱顶弧长获取模块、拱顶弧长分析模块、分析服务器、云监测平台和存储数据库；

所述检测点布设模块分别与区域划分模块和桥洞半径检测模块连接，桥洞半径分析模块分别与桥洞半径检测模块、分析服务器和存储数据库连接，拱顶弧长获取模块分别与桥洞半径检测模块、拱顶弧长分析模块和存储数据库连接，拱顶弧长分析模块分别与分析服务器和存储数据库连接，分析服务器分别与云监测平台和存储数据库连接；

所述区域划分模块用于将待监测拱形桥的桥洞区域进行划分，按照桥洞圆心角等分方式划分成若干子区域，对待监测拱形桥的桥洞区域内若干子区域按照设定的顺序依次进行编号，待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号发送至检测点布设模块；

所述检测点布设模块用于接收区域划分模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号，对待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域进行检测点的布设，并按照布设的先后顺序依次对各子区域的检测点进行位置编号，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合a(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的检测点位置编号，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合发送至桥洞半径检测模块；

所述桥洞半径检测模块包括若干激光测距仪，用于接收检测点布设模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合，通过激光测距仪检测待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合r(r1,r2,...,ri,...,rn)，ri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合分别发送至桥洞半径分析模块和拱顶弧长获取模块；

所述桥洞半径分析模块用于接收桥洞半径检测模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞半径，将接收的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径与标准桥洞半径进行对比，得到待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合δr(δr1,δr2,...,δri,...,δrn)，δri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径与标准桥洞半径的对比差值，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合发送至分析服务器；

所述拱顶弧长获取模块用于接收桥洞半径检测模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，计算待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长发送至拱顶弧长分析模块；

所述拱顶弧长分析模块用于接收拱顶弧长获取模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞半径和标准桥洞圆心角，计算待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合δl(δl1,δl2,...,δli,...,δln),δli表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长差值,将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合发送至分析服务器；

所述分析服务器用于接收桥洞半径分析模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合，同时接收拱顶弧长分析模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合，提取存储数据库中存储的桥洞半径、拱顶弧长的影响权重比例系数和桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数，计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数，同时提取存储数据库中存储的拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，将待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数与拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数进行对比，若待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数小于或等于拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，表明待监测拱形桥的桥洞健康安全合格，若待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数大于拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，表明待监测拱形桥的桥洞健康安全不合格，则将桥洞健康安全不合格的预警指令发送至云监测平台；

所述云监测平台用于接收分析服务器发送的桥洞健康安全不合格的预警指令，通知相关人员对待监测拱形桥进行封锁和处理；

所述存储数据库用于存储待监测拱形桥的标准桥洞半径r0和标准桥洞圆心角θ标，同时存储桥洞半径、拱顶弧长的影响权重比例系数，分别记为α,β，并存储桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数λ，存储拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数。

进一步地，所述检测点布设模块通过采用均匀分布的方式将若干检测点布设在桥洞区域内各子区域的拱顶中心位置，且若干检测点与各子区域一一对应。

进一步地，所述若干激光测距仪分别安装在待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置处，且若干激光测距仪与各子区域检测点处的拱顶垂直，通过各激光测距仪分别射出一束很细的激光，得到各束激光的共同交点，检测各激光测距仪到共同交点的激光距离，即各激光测距仪到共同交点的激光距离为桥洞区域内对应子区域的桥洞半径。

进一步地，所述待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长计算公式为li表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，π表示为圆周率，等于3.14，ri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目。

进一步地，所述待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值计算公式为δli表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长差值，li表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，π表示为圆周率，等于3.14，r0表示为待监测拱形桥的标准桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目。

进一步地，所述待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数计算公式为ξ表示为待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数，α,β分别表示为桥洞半径和拱顶弧长的影响权重比例系数，且α+β＝1，λ表示为桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数，δri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径与标准桥洞半径的对比差值，r0表示为待监测拱形桥的标准桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目，δli表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长差值，e表示为自然数，等于2.718，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角。

有益效果：

(1)本发明提供的基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台，通过将待监测拱形桥的桥洞区域划分成若干子区域，对待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域进行检测点的布设，检测桥洞区域内各子区域检测点位置处的桥洞半径，对比得到桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值，从而全面的把握和了解桥洞降沉问题，提高监测数据的准确性和可靠性，同时获取待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，对比分析桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值，为后期计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数提供可靠的参考数据。

(2)本发明通过分析服务器综合计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数，并分析待监测拱形桥的桥洞健康安全是否合格，若不合格则发送预警指令，通知相关人员进行封锁和处理，从而能够及时分析拱形桥梁的桥洞健康安全状况，避免拱形桥梁失去养护的最佳时机，进而降低人民的出行安全隐患，保障了人民群众的生命财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，基于大数据对比分析的桥梁健康安全在线监测云平台，包括区域划分模块、检测点布设模块、桥洞半径检测模块、桥洞半径分析模块、拱顶弧长获取模块、拱顶弧长分析模块、分析服务器、云监测平台和存储数据库。

所述检测点布设模块分别与区域划分模块和桥洞半径检测模块连接，桥洞半径分析模块分别与桥洞半径检测模块、分析服务器和存储数据库连接，拱顶弧长获取模块分别与桥洞半径检测模块、拱顶弧长分析模块和存储数据库连接，拱顶弧长分析模块分别与分析服务器和存储数据库连接，分析服务器分别与云监测平台和存储数据库连接。

所述区域划分模块用于将待监测拱形桥的桥洞区域进行划分，按照桥洞圆心角等分方式划分成若干子区域，对待监测拱形桥的桥洞区域内若干子区域按照设定的顺序依次进行编号，待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号发送至检测点布设模块。

所述检测点布设模块用于接收区域划分模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的编号，对待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域进行检测点的布设，通过采用均匀分布的方式将若干检测点布设在桥洞区域内各子区域的拱顶中心位置，且若干检测点与各子区域一一对应，并按照布设的先后顺序依次对各子区域的检测点进行位置编号，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合a(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的检测点位置编号，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合发送至桥洞半径检测模块。

所述桥洞半径检测模块包括若干激光测距仪，其中若干激光测距仪分别安装在待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置处，且若干激光测距仪与各子区域检测点处的拱顶垂直，用于接收检测点布设模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的检测点位置编号集合，通过各激光测距仪分别射出一束很细的激光，得到各束激光的共同交点，检测各激光测距仪到共同交点的激光距离，即各激光测距仪到共同交点的激光距离为桥洞区域内对应子区域的桥洞半径，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合r(r1,r2,...,ri,...,rn)，ri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合分别发送至桥洞半径分析模块和拱顶弧长获取模块。

所述桥洞半径分析模块用于接收桥洞半径检测模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞半径，将接收的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径与标准桥洞半径进行对比，得到待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合δr(δr1,δr2,...,δri,...,δrn)，δri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径与标准桥洞半径的对比差值，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合发送至分析服务器，从而全面的把握和了解桥洞降沉问题，提高监测数据的准确性和可靠性。

所述拱顶弧长获取模块用于接收桥洞半径检测模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径集合，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，计算待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长li表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，π表示为圆周率，等于3.14，ri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长发送至拱顶弧长分析模块。

所述拱顶弧长分析模块用于接收拱顶弧长获取模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长，提取存储数据库中存储的待监测拱形桥的标准桥洞半径和标准桥洞圆心角，计算待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值δli表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长差值，li表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角，π表示为圆周率，等于3.14，r0表示为待监测拱形桥的标准桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目，统计待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值，构成待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合δl(δl1,δl2,...,δli,...,δln),将待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合发送至分析服务器，为后期计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数提供可靠的参考数据。

所述分析服务器用于接收桥洞半径分析模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的桥洞半径差值集合，同时接收拱顶弧长分析模块发送的待监测拱形桥的桥洞区域内各子区域的拱顶弧长差值集合，提取存储数据库中存储的桥洞半径、拱顶弧长的影响权重比例系数和桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数，计算待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数ξ表示为待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数，α,β分别表示为桥洞半径和拱顶弧长的影响权重比例系数，且α+β＝1，λ表示为桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数，δri表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的桥洞半径与标准桥洞半径的对比差值，r0表示为待监测拱形桥的标准桥洞半径，n表示为待监测拱形桥的桥洞区域内划分的子区域数目，δli表示为待监测拱形桥的桥洞区域内第i个子区域的拱顶弧长差值，e表示为自然数，等于2.718，θ标表示为待监测拱形桥的标准桥洞圆心角；

同时分析服务器提取存储数据库中存储的拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，将待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数与拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数进行对比，若待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数小于或等于拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，表明待监测拱形桥的桥洞健康安全合格，若待监测拱形桥的桥洞健康安全影响系数大于拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数，表明待监测拱形桥的桥洞健康安全不合格，则将桥洞健康安全不合格的预警指令发送至云监测平台。

所述云监测平台用于接收分析服务器发送的桥洞健康安全不合格的预警指令，通知相关人员对待监测拱形桥进行封锁和处理，从而能够及时分析拱形桥梁的桥洞健康安全状况，避免拱形桥梁失去养护的最佳时机，进而降低人民的出行安全隐患，保障了人民群众的生命财产安全。

所述存储数据库用于存储待监测拱形桥的标准桥洞半径r0和标准桥洞圆心角θ标，同时存储桥洞半径、拱顶弧长的影响权重比例系数，分别记为α,β，并存储桥洞半径对拱形桥的桥洞健康安全影响系数λ，存储拱形桥桥洞健康安全的合格影响系数。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。