一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统及方法

本发明涉及大桥状态监测领域，特别是涉及一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统及方法。

背景技术：

1、跨海大桥是连接两地的重要纽带，投资巨大，在国民经济中的重要作用。在一些沿海地区，几乎每年都有一次或几次台风天气。通常，台风天气跨海大桥都会临时禁止通行，等台风过后再恢复通车。每次台风天气，跨海大桥都要经受台风的考验。

2、对于大桥在台风中桥梁发生何种倾斜、变形、晃动，本次台风造成的大桥变形与上次台风造成的台风变形有何不同，大桥的抗台风能力是否下降等这些重要数据的测量，对评估台风对跨海大桥的影响，对制定大桥运营、管理和养护方法，对评估跨海大桥的健康状态都尤为重要。

3、目前，现有的测量方法主要有以下几种：1、有线单点测量。针对测量的一个目标点，单点测量；或者针对多个目标点，逐个测量。2、小范围内，多点异步有线测量。例如，在较小的范围内(几十米以内)，异步测量多个点的数据。3、大范围内，多点异步无线测量。在大的范围内，通过无线测量多个点的振动情况。

4、有线单点测量方式，一次只能测量一个点，测量数据通过数据线直接传输到pc，该方式一次只能测量一个点，测量效率低，且无法实现对桥梁一次性完整的测量。有线多点测量方式，一次能测量多个点，测量数据通过数据总线传输到pc，该方式如果要测量长距离的大桥，布线繁琐，并且采用轮流测量多个点，为异步测量方式，数据未被同时采样，无法分析数据之间的关系，也就无法拟合分析大桥的整体倾斜、变形、振动情况等。无线单点测量方式，一次只能测量一个点，测量数据通过无线方式传输到pc，该方式一次只能测量一个点，测量效率低。无线多点测量方式，一次能测量多个点，测量数据通过无线的方式传输到pc，该方式主要采用轮询或中断的方式通过无线传输测量数据，节省布线，但该方式轮流测量多个点，为异步测量方式，数据未被同时采样，同样无法分析数据之间的关系，也就无法拟合分析大桥的整体倾斜、变形、振动情况等。

5、综上，现有的测量方式无法实现多点同步测量，无法对大桥整体的状态(如倾斜、变形、振动情况等)进行监测。

技术实现思路

1、基于此，本发明实施例提供一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统及方法，以实现多点同步测量，实现对大桥整体状态的监测。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：

3、一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统，包括：测量主站和与所述测量主站无线连接的多个测量从站；多个所述测量从站分布在目标桥梁上；

4、所述测量主站，用于：

5、向各所述测量从站发送广播信号；

6、向各所述测量从站发送数据回传指令；

7、所述测量从站，用于：

8、在所述广播信号的触发下，采集相应位置处的倾角数据；

9、当接收到数据回传指令，向所述测量主站发送所述倾角数据；

10、所述测量主站，还用于：

11、根据各所述测量从站发送的倾角数据，确定所述目标桥梁的状态。

12、可选地，在向各所述测量从站发送广播信号的方面，所述测量主站具体用于：

13、以设定广播触发频率向各所述测量从站发送广播信号；

14、在所述广播信号的触发下，采集相应位置处的倾角数据的方面，所述测量从站具体用于：

15、在所述广播信号的触发下，以设定采样率采集相应位置处的倾角数据；

16、所述设定采样率为所述设定广播触发频率的整数倍。

17、可选地，在根据各所述测量从站发送的倾角数据，确定所述目标桥梁的状态的方面，所述测量主站具体用于：

18、对各所述测量从站发送的同一时刻的倾角数据进行插值处理，拟合该时刻的插值拟合数据；

19、对各所述测量从站发送的不同时刻的倾角数据和对应的插值拟合数据进行时频特征分析，确定所述目标桥梁的状态；所述状态，包括：变形情况和/或振动情况。

20、可选地，所述测量从站，包括：测控电路和与所述测控电路连接的倾角传感器；所述测控电路与所述测量主站无线连接。

21、可选地，所述测控电路，包括：从站主控芯片和与所述从站主控芯片连接的拨动开关、存储模块和无线传输模块。

22、可选地，所述存储模块，包括：fifo芯片、ddr3芯片和sd卡。

23、本发明还提供了一种基于多点同步测量的大桥状态监测方法，包括：

24、向各测量从站发送广播信号和数据回传指令；

25、接收所述测量从站在接收到所述数据回传指令时发送的倾角数据；所述倾角数据是布设在目标桥梁上的所述测量从站在所述广播信号的触发下，采集到的相应位置处的倾角数据；

26、根据各所述测量从站发送的倾角数据，确定所述目标桥梁的状态。

27、可选地，向各测量从站发送广播信号，具体包括：

28、以设定广播触发频率向各测量从站发送广播信号；

29、所述倾角数据是布设在目标桥梁上的所述测量从站在所述广播信号的触发下，以设定采样率采集到的相应位置处的倾角数据；

30、所述设定采样率为所述设定广播触发频率的整数倍。

31、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

32、本发明实施例设置测量主站和与测量主站无线连接的多个测量从站，采用无线广播触发的方式，实现目标桥梁上的多点同步测量，能对目标桥梁整体的状态进行监测，从而全面有效的监测、诊断目标桥梁的健康状态。

技术特征：

1.一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，包括：测量主站和与所述测量主站无线连接的多个测量从站；多个所述测量从站分布在目标桥梁上；

2.根据权利要求1所述的基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，在向各所述测量从站发送广播信号的方面，所述测量主站具体用于：

3.根据权利要求1所述的基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，在根据各所述测量从站发送的倾角数据，确定所述目标桥梁的状态的方面，所述测量主站具体用于：

4.根据权利要求1所述的基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，所述测量从站，包括：测控电路和与所述测控电路连接的倾角传感器；所述测控电路与所述测量主站无线连接。

5.根据权利要求4所述的基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，所述测控电路，包括：从站主控芯片和与所述从站主控芯片连接的拨动开关、存储模块和无线传输模块。

6.根据权利要求5所述的基于多点同步测量的大桥状态监测系统，其特征在于，所述存储模块，包括：fifo芯片、ddr3芯片和sd卡。

7.一种基于多点同步测量的大桥状态监测方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的基于多点同步测量的大桥状态监测方法，其特征在于，向各测量从站发送广播信号，具体包括：

技术总结
本发明公开了一种基于多点同步测量的大桥状态监测系统及方法，涉及大桥状态监测领域，该大桥状态监测系统，包括：测量主站和与测量主站无线连接的多个测量从站；多个测量从站分布在目标桥梁上；测量主站，用于：向各测量从站发送广播信号；向各测量从站发送数据回传指令；测量从站，用于：在广播信号的触发下，采集相应位置处的倾角数据；当接收到数据回传指令，向测量主站发送倾角数据；测量主站，还用于：根据各测量从站发送的倾角数据，确定目标桥梁的状态。本发明能实现多点同步测量，实现对大桥整体状态的监测。

技术研发人员：赖联有,许伟坚,程隆双,舒剑
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15