一种城市级桥梁群结构监测的网络结构的制作方法

本实用新型涉及桥梁群结构监测领域，尤其涉及一种城市级桥梁群结构监测的网络结构。

背景技术：

城市桥梁指城市范围内，修建在河道上的桥梁和道路与道路立交、道路跨越铁路的立交桥。近年，城市桥梁建设速度突飞猛进，数量众多，桥梁形式和构造各异，桥梁分布区域广。城市桥梁集群在为社会经济发展发挥积极作用的同时，其安全监管工作面临着日益严峻的挑战，城市交通安全对城市桥梁的管理提出了更高的要求，为了减少国家财产、人民生命发生重大损失的概率，避免灾难性事故的发生，有必要采用现代化、智能化、信息化手段进行城市桥梁群运营期的安全监管。

然而，城市桥梁群具有分布广，数量多的特点以及城市固有的特点导致不可能实现开挖敷设光缆或者通信线路，因此，城市桥梁群监测数据的传输汇总成为了主要问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种城市级桥梁群结构监测的网络结构，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种城市级桥梁群结构监测的网络结构，包括两级网络结构，第一级为本地数据传输网络，第二级为中心监测网络，其中：第一级本地数据传输网络为每座桥梁的本地数据传输环网，所述本地数据传输网络包括多个呈环形连接的数据采集站，每个数据采集站包括网络交换机、数据采集器及传感器；第二级为每个第一级本地数据传输环网通过各自的VPN链路连接到中心节点的星型网络结构。

在一些实施例中，所述传感器用于采集桥梁监测数据，并通过数据采集器连接到网络交换机上；各个网络交换机采用环形连接，形成了一个个数据传输网络节点。

在一些实施例中，所述数据环网中还包括与多个网络交互机环形连接的数据采集与传输工控机，用于对数据进行采集及对数据传输进行控制。

在一些实施例中，所述用于采集桥梁监测数据的传感器为无线传感器和/或有线传感器，包括振动传感器、温湿度传感器、风速仪、应变传感器。

在一些实施例中，所述传感器采用无线方式或有线方式与数据采集器连接，具体连接方式根据传感器安装位置等确定；数据采集器与网络交换机之间采用无线或有线网络连接，网络交换机之间的连接采用光纤以太环网。

在一些实施例中，在数据采集站进行数据采集的同时，将带有位置信息的第一标识与监测数据一同进行传输。

在一些实施例中，中心监测网络为第二级网络结构，其中每座桥梁本地数据传输网络通过各自的VPN链路连接成一个星型网络拓扑结构，网络中心为通过VPN链路连接到桥梁的数据监测中心，各个桥梁的监测数据传输到数据监测中心。

在一些实施例中，外场每座桥梁的单独环网数据通过VPN链路传输，VPN链路实现多个桥梁的监测数据的组网，每增加一个外场桥梁网络，只需要将增加的该桥梁本地数据传输网络通过VPN链路连接到数据监测中心。

在一些实施例中，在每个本地数据传输网络向数据监测中心进行数据传输时，将带有桥梁信息的第二标识与其对应的监测数据一同进行传输，数据监测中心通过所述第二标识将获取的监测数据与桥梁进行对应。

在一些实施例中，数据监测中心通过核心交换机连接VPN链路，所述数据监测中心还配置有：服务器，连接到所述核心交换机，用于对各个环网传输来的各座桥梁监测数据进行处理；用户界面工作站，连接到所述核心交换机，用于向管理人员提供数据信息监测和查询平台。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开城市级桥梁群结构监测的网络结构至少具有以下有益效果其中之一：

(1)每座城市桥梁的本地数据传输网络采用数据环网，保证了网络传输的可靠性和冗余性；

(2)由各个本地数据传输网络连接成星型网络拓扑结构，从而将每座城市桥梁群的监测数据进行了中心汇总，有助于对桥梁群运营进行安全监管。

附图说明

图1为本公开实施例城市级桥梁群结构监测的网络结构的示意图。

具体实施方式

本公开提供一种城市级桥梁群结构监测的网络结构，整个网络由外场每座桥梁的单独环网和每个单独环网通过VPN汇总的星型网络构成，每座桥梁的外场传感器采集完数据后，通过采集器连接到环网节点。环网保证了数据安全性和冗余性。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以由许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种城市级桥梁群结构监测的网络结构。图1为本公开实施例城市级桥梁群结构监测的网络结构的示意图。如图1所示，本公开城市级桥梁群结构监测的网络结构包括两级网络结构，第一级为本地数据传输网络，第二级为中心监测网络。

以下对本实施例城市级桥梁群结构监测的网络结构的各个部分进行详细说明。

所述城市级桥梁群结构监测网络结构中第一级为每座桥梁的本地数据传输网络，第二级为每个第一级本地数据传输环网通过各自的VPN链路连接到中心节点的星型网络结构。

每座城市桥梁的本地数据传输网络是一种数据环网，保证了网络传输的可靠性和冗余性。所述本地数据传输网络包括多个呈环形连接的数据采集站，每个数据采集站包括网络交换机、数据采集器及传感器。其中，传感器用于采集桥梁监测数据，并通过数据采集器连接到网络交换机上，各个网络交换机采用环形连接，形成了一个个数据传输网络节点。所述数据环网中还包括于多个网络交互机环形连接的数据采集与传输工控机，用于对数据进行采集及对数据传输进行控制。

所述用于采集桥梁监测数据的传感器为无线传感器和/或有线传感器，包括振动传感器、温湿度传感器、风速仪、应变传感器等，所述传感器采用Zigbee等无线方式或有线方式与数据采集器连接，具体连接方式可以根据传感器安装位置等确定。数据采集器与网络交换机之间采用无线或有线网络连接，网络交换机之间的连接采用光纤以太环网。

为了将每个本地数据传输环网中桥梁不同位置的监测数据进行区别，在进行数据采集的同时，会将带有位置信息的第一标识与监测数据一同进行传输。

中心监测网络为第二级网络结构，其中每座桥梁本地数据传输网络通过各自的VPN链路连接成一个大的星型网络拓扑结构，网络中心为通过VPN链路连接到桥梁的数据监测中心，通过将各个桥梁的监测数据传输到数据监测中心，从而将每座桥梁群的监测数据进行了中心汇总。

具体地，外场每座桥梁的单独环网构建完毕后，数据通过VPN链路传输，VPN链路可以实现多个桥梁的监测数据的组网，每增加一个外场桥梁网络，只需要将增加的该桥梁本地数据传输网络通过VPN链路连接到数据监测中心即可。

为了将每个本地数据传输环网通过VPN传输的不同桥梁的监测数据进行区别，在每个本地数据传输网络向数据监测中心进行数据传输时，会将带有桥梁信息的第二标识与其对应的监测数据一同进行传输，数据监测中心通过所述第二标识将获取的监测数据与桥梁进行对应。

数据监测中心通过核心交换机连接VPN链路，所述数据监测中心还配置了服务器、用户界面工作站，连接到所述核心交换机，所述服务器用于对各个环网传输来的各座桥梁监测数据进行处理，所述用户界面工作站用于向管理人员提供数据信息监测和查询平台，从而实现了城市桥梁群监测数据的查询和实时监测。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。