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基于物联网网关的悬索吊桥远程实时监测系统

时间：2020-05-07

  桥梁作为架设在江河湖海上的一项重要工程，具有使车辆行人跨越障碍物，保障车辆行人顺利通行的作用。

  桥梁桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构，是跨越障碍的主要结构;下部结构包括桥台、桥墩和基础;支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置;附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。


  由于近几年我国重型汽车数量等带来的交通压力越来越大，同时恶劣天气带来的腐蚀性也越来越高，对于有一定使用年代的桥梁和基建结构产生了不小的负面影响。所以，桥梁的健康检测、结构安全评估以及损耗监测等显得尤为重要。

  悬索桥/吊桥远程监测系统主要针对桥梁的GPS位移、应变实时、长期形变、超限超载等监测系统，通过这些系统的作用，实时获取桥梁在各种情况下的受力、工作状态、抗风和抗震以及绳索的张力、桥面裂痕、承压力、位移、倾斜度等结构参数，实现对桥梁的安全监测。

  系统组成

  计讯桥梁实时在线监测系统针对桥梁的上部结构、下部结构、附属设施等部分通过联合物联网、无线通讯、大数据等技术，有效做到实时获取桥梁的应变、裂缝、位移、挠度、倾角、温湿度、风力、沉降、河水酸碱度、车辆荷载(即车型、车速、车重、轴重、车长)、独柱墩匝道倾覆及滑移(即应变、位移、倾角)、沉降及桥面线形(即挠度、GPS)等关键参数进行监测。有效掌握桥梁的实时受力、运行情况，保障桥梁的正常稳定运行。

千兆网关

  该系统由三部分组成，分别是：

  前端检测设备：前端检测设备可以检测桥梁裂缝、压力、位移、倾角、风力等数据，同时通过布设的压力传感器，可以检测车辆的载重和类型，通过摄像头采集车辆数据。桥墩处增设酸碱度检测仪、温湿度检测仪等传感器，实时观测外部环境对桥梁的影响。

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  数据传输设备：数据传输设备可以采用计讯边缘计算网关TG452、工业物联网网关TG462、工业千兆网关TG463，负责对前端传感器数据进行采集，通过5G/4G、NB-IoT无线网络对数据进行传输，让后端可以准确获得相关数据。

  后端管理中心：管理中心负责对桥梁日常数据进行实时的展观测，数据通过计讯管理云平台，进行展示一旦出现异常，平台会自动启动报警程序，同时人工也可以对数据进行再次检测，通过对之前的大数据进行对比，确定异常，方便处理。

桥梁监测拓扑图

  系统特点

  1、可根据桥梁的上部结构、下部结构、附属设施的不同侧重点进行监测，方便对数据进行观察;

  2、可对不同类型车辆的载重、车型进行检测，异常车辆通过摄像头抓拍数据、实时跟踪，方便及时处理;

  3、桥梁数据分段展示，异常区域准确确定，不在为盲目寻找异常点而苦恼;

  4、重要部分可增设人工巡检，工作人员可对数据进行检查、计量，通过计讯管理云平台实时传输巡检数据，有助于技术人员及时处理突发事件、及时修复桥梁、确保桥梁运营安全;

物联网网关

  5、该系统不仅可以监测桥梁数据，还可监测桥梁周围环境数据，多方位保护桥梁安全，可监测，如：风向风力、降雨量、PM2.5、桥下水位、酸碱度等多方位数据，有效保障桥梁正常运行。

  平台特点

  1、桥梁流量监控系统

  计讯桥梁管理云平台可监控桥梁的实时车流量以及车辆的载重、车速等数据，超出设计承载量可对桥梁车流量进行管控，避免桥梁长时间超负荷运行。

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  2、视频分析系统

  可通过前端摄像头采集的数据进行展示，通过实时的监控观察桥梁车辆运行情况，同时计讯物联网网关具有视频分析功能，自动分析异常车辆数据，及时上报。

  3、桥梁数据展示系统

  计讯桥梁管理云平台可实时展示桥梁数据，特别是位移、倾角、压力、是否存在裂缝等数据进行实时展示，一旦出现新异常，立即启动报警程序，通知相关人员进行处理。

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  4、环境监测系统

  可对桥梁附近天气进行监测，台风、暴雨天气及时进行提醒，同时将数据发布至网络上，方便需要进入大桥的车辆驾驶员进行判断，对行驶路线进行改道或取消。

  5、数据存储系统

  计讯管理云平台不仅支持数据的在线展示，还支持历史数据展示，将实时数据存入数据库系统，方便在今后对历史数据进行展示，自动出具检测数据、维修计划、维修报告，对桥梁进行保养。

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  6、桥梁档案管理系统

  桥梁档案管理系统可对桥梁的结构状况、基础沉降、车辆监测抓拍等各种监测数据将实时存档至服务器，从而实现“一桥一档”电子化户籍式管理。

  7、APP远程管理系统

  技术人员到现场对桥梁外观进行检查后，并通过手机APP并将检查结果上传。各级管理人员或技术人员可以通过任何一台电脑的浏览器或手机APP进行登录访问各坐桥梁的健康状况，有助于技术人员及时处理突发事件、及时修复病害桥梁、确保桥梁运营安全。

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