一种可预防桥梁侧翻的监测预警设备的制作方法

本发明涉及桥梁监测预警，具体是一种可预防桥梁侧翻的监测预警设备。

背景技术：

1、桥梁侧翻是指桥梁在风荷载、地震、车辆超载或其他外部因素作用下，发生边墩倾覆、桥面失稳等情况。众所周知，桥梁跨越山谷、道路、河流或其它障碍物，是一种架空于水面或地面的人造通道，其可靠性和安全性尤为重要。近年来高速公路桥梁侧翻事故频发，不仅会造成交通中断和拥堵，还会带来巨大的经济损失和人员伤亡，鉴于桥梁的特殊性与复杂性，设置先进、可靠的预防桥梁侧翻监测设备，对出现的安全隐患能够快速反应，能够达到从探测、报警、联动控制直至消除安全隐患的全方位一体化要求，根据监测数据由监测系统预判桥梁的称重情况，为高速公路桥梁上的各种车辆运行活动提供可靠有效的参考依据，进而通过提供所需要的早期危险报警和损伤评估来保证桥梁的安全，从而大大增强桥梁的生存能力。

2、现有技术为了预防和减少桥梁侧翻事故，采取了以下预警措施：

3、桥梁结构设计：在设计阶段严格按照相关桥梁设计规范要求进行设计，确保桥梁具有足够的稳定性和抗风荷载能力。

4、定期检测和维护：桥梁在使用过程中要进行定期的检测和维护，发现异常情况及时修复。包括检查桥梁的基础、支座、墩柱、横梁等结构部位的安全性能。

5、实时监测系统：可以安装桥梁偏斜监测系统，通过传感器检测桥梁的倾斜情况，及时发现桥梁偏斜过大的情况，并进行预警。

6、风速监测系统：可以通过安装风速监测仪器，实时监测桥梁所在地的风速情况，当风速超过一定阈值时，及时进行警示。

7、加强管理和应急处理能力：加强对桥梁的管理，建立健全的应急处理和疏散方案，以及相关的培训和演练，提高应对桥梁侧翻事故的能力和效率。

8、如公开号为cn202816157u的中国专利公开了一种桥梁预警检测系统。该专利具体公开了“一种桥梁预警检测系统，包括摄像机、两组红外激光收发器和雷达，两组所述的红外激光收发器设置于桥梁的一侧且相互平行设置，所述的摄像机设置于红外激光收发器和桥梁之间，摄像机指向的摄像位置为各摄像机之间的河道的中央，所述的雷达设置于桥墩”的技术方案，实现了“应用红外通讯原理、雷达检测于船舶检测技术中，除了可精确检测船舶实时船高、定位航行船只，并可以声光（辅助led显示屏）提示船舶停航避让及改道，并可现场进行录像，及时通知管理中心远程监管及处理”的技术效果。

9、但是该专利在实际使用的过程中存在着只能对桥下航行船舶的速度以及航行状况进行监测，对桥上所行驶的车辆则不具备监测能力，导致不能有效排除桥上车辆行驶风险和对桥梁本身进行及时的监控。

10、因此，公开号为cn114964446a的中国专利公开了一种公路桥梁动态交通荷载监测预警方法、装置、设备及介质。该专利具体公开了“一种公路桥梁动态交通荷载监测预警方法，包括：利用高速公路收费站入口的不停车称重系统，获取即将进入桥梁所在区域路段的车辆的入口称重数据；”的技术方案，实现了“基于etc门架系统获取车辆在桥梁所在区域路段内的实时行驶数据，估计车辆进入桥梁的第一时间；基于进入桥梁所在区域路段内的全部车辆的入口称重数据、实时行驶数据和第一时间，估计预设时间段内桥梁上的第一车辆荷载空间分布；当第一车辆荷载空间分布超出桥梁的承载范围时，在桥梁所在区域路段发出预警信号。本公开还提供了一种公路桥梁动态交通荷载监测预警装置、电子设备及存储介质”的技术效果。

11、但是该专利实际在使用的过程中还是没有对桥梁本身进行有效监控，虽然其实现了对桥上车辆及时有效的监控，但是桥梁本身的姿态其并没有公布具体的监控方法，使得桥梁本身的监控手段不足，其改进不彻底，仍存在改善的余地。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可预防桥梁侧翻的监测预警设备，该设备的目的是实时监测桥梁的运行状态，识别未来时段桥梁称重异常情况并提供及时的警报和响应，以确保桥梁的安全运行，桥梁监控设备通过使用自动化系统来收集传感器数据，并结合数据处理和分析技术来实时监测桥梁的状态和性能，进而对异常情况进行及时干预，保障车辆安全运行。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可预防桥梁侧翻的监测预警设备，包括采集端、协作单元以及预警单元，所述采集端采集桥梁物理数据；所述协作单元检测桥梁物理数据；所述预警单元预警桥梁状态；

3、所述采集端供桥梁各类物理数据实时采集，所述协作单元供桥梁各类物理数据实时监测，所述预警单元根据采集端以及协作单元数据生成预警报告，并进行桥梁及时预警。

4、本发明的工作原理是：本技术通过在桥梁上方建立监控网络并对桥梁及桥梁上方行驶的车辆进行监控，可以实时监测桥梁的运行状态（包括桥梁平衡性、桥梁姿态以及桥梁承重等），识别未来时段桥梁称重异常情况并提供及时的警报和响应，以确保桥梁的安全运行，避免出现桥梁倾覆的问题；并且，桥梁监控设备通过使用自动化系统来收集传感器数据，并结合数据处理和分析技术来实时监测桥梁的状态和性能，进而对异常情况进行及时干预，保障车辆安全运行。

5、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

6、作为本发明再进一步的方案：所述协作单元包括传感器单元、数据采集与控制单元、数据传输单元、数据处理与管理单元以及主动安全预警单元，所述数据采集与控制单元收集传感器单元采集的桥梁数据，所述数据处理与管理单元分析并管理数据采集与控制单元中的桥梁数据，所述主动安全预警单元根据数据处理与管理单元中的桥梁数据进行主动预警，全过程均通过数据传输单元实行各项数据的传输，通过传感器单元、数据采集与控制单元、数据传输单元、数据处理与管理单元以及主动安全预警单元配合实现桥梁安全监测和桥梁安全预警，及时警报以维护桥梁的安全。

7、作为本发明再进一步的方案：所述传感器单元包括激光测速传感器、动态称重传感器、无线传感器和视频识别车辆模块，所述激光测速传感器供桥面物体的速度测量，所述动态称重传感器供桥面物体的重量测量，所述视频识别车辆模块供桥面大客货车辆的识别测量，所述无线传感器供光测速传感器、动态称重传感器供视频识别车辆模块中测量数据的传输，传感器单元可实现对即将进入桥梁车辆的速度监测、车型识别、动态称重，测量数据全面，能够对进入桥梁的车辆进行整体的检测与诊断，可为桥梁整体运行状况提供整体全面的数据信息，并且本设备的安装使用周期长，时效性强，能够在重大事故后提供即时信息，帮助救援。

8、作为本发明再进一步的方案：所述数据采集与控制单元包括硬件和软件，所述数据采集与控制单元通过软件将传感器单元的信号转化为可辨别的物理数据，所述数据采集与控制单元通过硬件弥补及完善物理数据，数据采集能够把传感器获取的没有任何物理意义的模拟信号（电压、电流和光信号等）转换成数字化信号，实现对桥梁检测的具体量化和指导。

9、作为本发明再进一步的方案：在硬件中还包括采集站，所述采集站根据桥梁空间位置布设并实行对桥梁数据的弥补采集，采集站可等间距的进行桥梁的安全监测，减少桥梁检测空白区和死角。

10、作为本发明再进一步的方案：所述数据处理与管理单元包括数据处理单元和数据管理单元，所述数据处理单元根据内部设定的判断条件激发数据采集与控制单元工作、并利用传感器单元进行数据的采集，所述数据管理单元供数据自动处理，通过数据处理单元可进行桥梁上行驶车辆的状态判断（如称重、速度），实现自动化管理，通过数据管理单元可实现数据的自动归纳统计，并完善数据库。

11、作为本发明再进一步的方案：所述主动安全预警单元包括主动安全预警模块和供电模块，所述主动安全预警模块利用通讯技术接收数据处理与管理单元的预警指令、并采取主动预警和防护措施，所述供电模块常态化供主动安全预警模块工作，通过无线传输模块接收预警指令，采取主动发光标志措施实现实时监测和预警功能。

12、作为本发明再进一步的方案：还包括监控中心，所述监控中心与采集站组网运行，监控中心可向采集站下发指令、采集站也可向监控中心传输数据，从而实现一对多的全面管理。

13、作为本发明再进一步的方案：所述数据传输单元内置有传输网络，包括

14、传感器单元连接数据采集与控制单元的传输网络、数据处理与管理单元连接数据采集与控制单元的传输网络、数据处理与管理单元连接主动安全预警单元的传输网络、以及数据传输单元自身数据的传输网络，通过各传输网络，可保证各单元之间高效的联系。

15、作为本发明再进一步的方案：所述通讯技术包括边缘计算技术、物联网技术及无线通讯技术，通过边缘计算可实现近设备端的高效数据传输能力，通过物联网技术。