基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统的制作方法

本技术属于桥梁结构健康监测技术，具体涉及基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统。

背景技术：

1、桥梁作为交通路网的重要组成部分，在国民经济中发挥着关键作用。由于桥梁新结构、新材料、新装备和新技术的发展，许多大跨径的缆索结构体系桥梁相继建成，将我国桥梁事业推上新的高峰。而随着桥梁跨度的增加，结构阻尼减小，频率降低，缆索结构体系桥梁易受风载作用而发生振动。其中，涡激振动是大跨度缆索结构体系桥梁在低风速下出现的一种复杂的风致振动。大幅度的振动会影响人体舒适性，同时也会影响行车安全，给结构带来疲劳损伤。因此有必要对缆索结构体系桥梁进行涡激振动的动态监控，对涡激振动的发生及发展进行预警，对桥梁的行车舒适度进行评估。

2、在对于桥梁结构监测技术中，对于桥梁的共振监测是一项目前比较热门的研究技术，检测的手段无外乎在桥梁结构上布置相关的传感器，例如“一种高速铁路桥梁动扰度测试系统”(cn 206019966u)所公开的内容，另外，部分的研究结构已经表明存在直接用户桥梁震动的检测装置，比如中科测控研发的网络化桥梁振动监测仪在市场上均有相关的应用，但是对于基于传感器实现的监测系统存在千变万化，以满足不同的数据分析系统或后台的监测需要。

技术实现思路

1、实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，解决长大桥梁健康监测问题，进一步的是解决涡激振动数据的采集和行车舒适性分析，据此系统实现二者数据关联性的分析，为桥梁维护管理提供必要的支撑。

2、技术方案：基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，该系统在桥梁上布置有涡激振动监测单元和风况监测单元，所述的涡激振动监测单元和风况监测单元通过数据采集仪连接至边缘计算服务器，边缘计算服务器通过无线传输模块与终端服务器连接；

3、所述的涡激振动监测单元包括电阻式应变计、力平衡加速传感器、扰动计、索力传感器和倾角仪；

4、所述的风况监测单元包括风速检测仪和摄像头，所述的摄像头用于监测桥面行车画面；

5、所述的边缘计算服务器还通过控制器连接行车安全预警设备，所述的安全预警设备包括预警信息显示装置。

6、进一步的，所述电阻式应变计和倾角仪位于桥塔及桥梁的横桥向和纵桥向上。

7、所述的力平衡加速传感器布置于桥梁塔基上，包括两向力力平衡加速传感器和三相力力平衡加速传感器。

8、所述的扰动计位于桥梁的塔顶位置。

9、所述索力传感器位于桥梁缆索上，且等间距分布，测点对称分布。

10、所述的风速检测仪位于桥梁的塔顶位置。

11、所述的预警信息显示装置位于桥梁的行车道入口处。

12、有益效果：与现有的桥梁结构健康监测系统相比，本实用新型是针对缆索体系桥梁涡激振动的数据进行采集，并且包括对于行车安全因素的分析和预警提示，本实用新型所述的技术方案包括边缘计算服务器，实现的是以单个桥梁为监测对象，以边缘计算服务器实现某一桥梁的监测数据收发和处理，包括因此实现的及时预警，且将数据传输到终端服务器，该系统也方便桥梁集群的联合管理，以一个桥梁布置一个边缘计算服务器，为一个单元构建桥梁集群。

技术特征：

1.基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：该系统在桥梁上布置有涡激振动监测单元和风况监测单元，所述的涡激振动监测单元和风况监测单元通过数据采集仪连接至边缘计算服务器，边缘计算服务器通过无线传输模块与终端服务器连接；

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述电阻式应变计和倾角仪位于桥塔及桥梁的横桥向和纵桥向上。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述的力平衡加速传感器布置于桥梁塔基上，包括两向力力平衡加速传感器和三相力力平衡加速传感器。

4.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述的扰动计位于桥梁的塔顶位置。

5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述索力传感器位于桥梁缆索上，且等间距分布，测点对称分布。

6.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述的风速检测仪位于桥梁的塔顶位置。

7.根据权利要求1所述的基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，其特征在于：所述的预警信息显示装置位于桥梁的行车道入口处。

技术总结
本技术公开了一种基于边缘计算的缆索体系桥梁涡激振动的数据采集系统，该系统在桥梁上布置有涡激振动监测单元和风况监测单元，所述的涡激振动监测单元和风况监测单元通过数据采集仪连接至边缘计算服务器，边缘计算服务器通过无线传输模块与终端服务器连接；所述的边缘计算服务器还通过控制器连接行车安全预警设备，所述的安全预警设备包括预警信息显示装置。本技术实现对于桥梁结构健康监测的数据采集，重点是涡激振动的数据采集，还基于边缘计算服务器实现行车安全预警。

技术研发人员：李煦阳,赵长军,叶建龙,邬赛,庞华
受保护的技术使用者：浙江数智交院科技股份有限公司
技术研发日：20221008
技术公布日：2024/1/11