[发明专利]桥梁安全巡检系统及诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于中医方法的桥梁安全巡检系统及诊断方法，包括用于采集连续采集桥面形态图像、振动时程特性信号数据和结构音频时程特性信号数据的信息采集单元以及用于接收信息采集单元传来的数据信息数据，并综合分析判断桥梁安全状态中央处理单元；本发明通过监测系统获取桥梁桥面面相、动态响应、声音分布数据，类似于在中医理论的望闻问切，综合分析桥梁的安全状态，用于替代现有的结构安全检查工作，可以有效提高巡检效率，降低人工参与的强度，还能在较短的时间内全方位实现检查；不但可通过该系统返回的图像信息经图像学形态算法分析处理后直接观察发现结构的表面缺陷，还依据危及结构安全的病害则必然导致结构形态发生变化这一规律，通过历次检测得到桥梁面相(结构表观)变化监测的分析比较来判别当前结构的安全性。

技术领域

本发明涉及一种土木工程检测领域，结合了传感技术、信息工程、机械工程、人工智能多学科，特别涉及一种基于中医方法的桥梁安全巡检系统及诊断方法。

背景技术

桥梁是道路交通的主要组成部分，一旦建成投入使用后，在其服役期内除了建造材料自身性能会不断退化外，还不可避免地会受到行走车荷载、环境荷载、地震荷载、人为因素等的反复作用，对结构产生不同程度的损伤，材料老化和损伤积累致使结构性能不断退化，可能导致突发局部或整体破坏灾难。因此经济、方便、可信、全息并吻合未来发展趋势的桥梁安全检测装备和诊断方法是国内外桥梁界的共同追求。

现有技术中，针对桥梁结构的安全检查大致可划分为经常性安全检查、定期检查和特殊检查。定期检侧和特殊检查通常指借助专用装备到基础设施结构物周边对主体结构进行近距观察和测试，这种检查被认为是切实有效的，但通常所需费用较高并会影响基础设施的正常使用，检测频率一般为2-6年一次；为确保相邻两次定期检查之间的桥梁运营安全，要求每月至少进行一次桥梁的经常性检查，在实施上通常为采用人工在结构物上的巡视或用望远镜对结构物作远距离观察，因受检查手段、从业人员的数量和素质的限制，仅凭感性认识，缺乏可量化的数据资料，难以及时准确获知结构物的安全状态，致使结构的经常性检查多为有形无实。

目前，以传感器为基础的结构长期健康监测系统在大型桥梁健康监测的应用越来越多，将数量庞大的位移计、应变计、倾斜仪、温度计、湿度计、加速度计、裂缝监测、计重器等传感器件直接安装在结构物上，以实现对结构的静、动力特性变化和损伤监测。这样的监测手段基本上是一结构一系统的直接测量，优点是可能全时掌握结构的信息，但其存在系统建设成本高、耗费人力财力，传回数据置信度不高、数据的漂移和噪声现象严重、海量数据难以处理，仅能量测结构上有限的传感器安装点处的有限信息等缺点，并且该系统所含监测原件的使用寿命一般在5-10年，而桥梁的正常使用年限在50-100年，该监测系统难以满足结构健康监测的长期使用需求，更换监测原件和维护系统正常工作难度大、费用高。

综上所述，目前所采用的桥梁结构安全监测的方法、手段、装备、人员及有效检测频次远不能满足基础设施的实际需求，因此针对量大面广的桥梁安全检查，迫切需要寻找一种经济、方便、可信、全息并吻合未来发展趋势的桥梁安全检测装备和诊断方法以切实有效把握桥梁安全状态，预防灾害事故发生。

发明内容

有鉴于此，借助中医望闻问切的理念，本发明的目的是提供一种基于中医方法的桥梁安全巡检系统及方法，以实现经济、方便、可信、全息的桥梁安全巡检，建立桥梁服役期的形态、声音、振动特性与运营状况健康档案数据库，实现结构安全状态的可追踪和可回溯，基于历次桥梁形态、声音、振动特性数据的人工智能分析比较，全面准确掌握结构的安全状态，实现现役结构检测与评估、养护和管理的规范化、流程化和智能化。

本发明的基于中医方法的桥梁安全巡检系统，包括：

安装于一行走车上的信息采集单元，用于采集下列信息数据：

a.连续采集桥面形态图像，用于拼接获得桥面空间曲面形态数据；

b.采集所述行走车通过桥梁的振动时程特性信号数据；