【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及橋梁安全運(yùn)營，具體為一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法與系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前橋梁安全監(jiān)測技術(shù)主要依賴于日常檢測、巡查和監(jiān)測等手段來預(yù)判潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。然而，在面對公、鐵路線路長、范圍廣的特點(diǎn)時(shí)，人工巡檢和現(xiàn)有檢測手段顯得力不從心，時(shí)效性較差，難以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)線路中斷等緊急事件。同時(shí)，雖然常規(guī)監(jiān)測技術(shù)能夠感知公、鐵路的基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)，但只能部署在重點(diǎn)結(jié)構(gòu)和路段位置，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測線路的全覆蓋。
2、橋梁是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，頻繁發(fā)生的極端天氣事件給橋梁的安全性帶來了挑戰(zhàn)。在此環(huán)境下橋梁面臨著巨大的垮塌風(fēng)險(xiǎn)，一旦事故發(fā)生，由于公路和鐵路的里程長、車速快，加之夜間視線受限，往往導(dǎo)致行駛車輛無法及時(shí)制動，從而引發(fā)嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
3、因此，需要更加高效、智能的橋梁安全監(jiān)測手段，以提高極端天氣和地質(zhì)條件下橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)橋梁狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能預(yù)警，以及建立更加完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，以應(yīng)對橋梁垮塌等緊急事件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有方法的缺陷以及實(shí)際應(yīng)用的不足，為實(shí)現(xiàn)廣泛分布橋梁集群的長期、不間斷的安全狀態(tài)監(jiān)測，在橋梁線路發(fā)生中斷等重大事故時(shí)，迅速向過往車輛發(fā)出警示信息，從而有效減少災(zāi)害帶來的傷亡和損失。第一方面本專利技術(shù)提供了一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，方法包括如下步驟，通過線路異常監(jiān)測系統(tǒng)獲取橋梁線路監(jiān)測信息；設(shè)置線路異常定位判別機(jī)制和后端處理模型，基于所述線路異常定位判別機(jī)制、所述后端處理模型和所述橋梁線路監(jiān)測信息
2、可選地，所述設(shè)置線路異常定位判別機(jī)制包括：在所述線路異常定位判別機(jī)制中配置光纖斷路定位模塊；基于所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述后端處理模型在光纖斷路定位模塊中建立橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型。本專利技術(shù)的光纖斷路定位模塊能夠準(zhǔn)確捕捉到光纖線路中的斷路或異常變化，從而提高了異常事件的響應(yīng)速度和處理效率。
3、可選地，所述基于橋梁線路監(jiān)測信息和所述后端處理模型在光纖斷路定位模塊中建立橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：依據(jù)所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述后端處理模型獲得光纖光柵位置標(biāo)定信息和公路里程匹配信息；根據(jù)所述光纖光柵位置標(biāo)定信息和所述公路里程匹配信息設(shè)置定位分析參數(shù)信息；基于所述定位分析參數(shù)信息構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型。本專利技術(shù)依據(jù)橋梁線路監(jiān)測信息和后端處理模型獲得光纖光柵位置標(biāo)定信息，可以精確地確定光纖光柵在橋梁結(jié)構(gòu)中的位置，有助于發(fā)生異常事件時(shí)，快速定位到異常光纖段落和橋梁結(jié)構(gòu)部位。
4、可選地，所述基于所述定位分析參數(shù)信息構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：基于所述定位分析參數(shù)信息建立初始布局狀態(tài)分析函數(shù)、橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)和光纖線路分析函數(shù)；結(jié)合所述初始布局狀態(tài)分析函數(shù)、所述橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)和所述光纖線路分析函數(shù)獲得橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型。本專利技術(shù)建立的分析模型能夠適應(yīng)不同類型的橋梁結(jié)構(gòu)使得相關(guān)分析函數(shù)具備靈活性和擴(kuò)展性，通過調(diào)整函數(shù)中的參數(shù)可以適應(yīng)不同類型的橋梁結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高了本方法模型的適用性。
5、可選地，所述布局狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
6、
7、其中，表示第n個(gè)光柵對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示第n個(gè)光柵反射的波長為的光信號強(qiáng)度，表示激光發(fā)射器1發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度；
8、
9、其中，表示光信號解調(diào)器2接收到的波長為的光信號強(qiáng)度，表示第n個(gè)光柵對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示激光發(fā)射器1發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度。
10、本專利技術(shù)的布局狀態(tài)分析函數(shù)提高了監(jiān)測結(jié)果精確度與準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提升了方法的整體性能，為橋梁安全運(yùn)行提供了有力保障。
11、可選地，所述橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
12、
13、其中，表示光信號解調(diào)器1接收到的第n個(gè)光柵的反射光信號強(qiáng)度，表示第n個(gè)光柵對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示激光發(fā)射器1發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度；
14、
15、其中，表示光信號解調(diào)器2接收到的波長為的光信號強(qiáng)度，表示第n個(gè)光柵對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示激光發(fā)射器1發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度。
16、本專利技術(shù)通過分析函數(shù)快速處理和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的異常狀態(tài)并發(fā)出預(yù)警信息。
17、可選地，所述光纖線路分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
18、
19、其中，表示光信號解調(diào)器1接收到的光柵i的反射光信號強(qiáng)度，表示光柵i對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示激光發(fā)射器1發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度；
20、
21、其中，表示光信號解調(diào)器2接收到的光柵i+j的反射光信號強(qiáng)度，表示光柵i+j對波長為的到達(dá)光信號的反射率，表示激光發(fā)射器2發(fā)射的波長為的光信號強(qiáng)度。
22、本專利技術(shù)在光纖線路監(jiān)測中會受到各種干擾因素的影響，通過精確測量波長偏移和反射率，并結(jié)合先進(jìn)的信號處理算法，可以提高異常檢測結(jié)果的可靠性。
23、可選地，所述基于所述線路異常定位判別機(jī)制、所述后端處理模型和所述橋梁線路監(jiān)測信息，得到線路定位判別結(jié)果包括：通過初始布局狀態(tài)分析函數(shù)獲得布設(shè)后的初始狀態(tài)；利用所述橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)得到橋梁結(jié)構(gòu)的正常服役狀態(tài)；基于所述光纖線路分析函數(shù)分析光纖斷路狀態(tài)；結(jié)合所述初始狀態(tài)、所述正常服役狀態(tài)、所述光纖斷路狀態(tài)和所述橋梁線路監(jiān)測信息獲得線路定位判別結(jié)果。本專利技術(shù)結(jié)合線路異常定位判別機(jī)制和后端處理模型實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測與分析功能，有助于提升橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測的智能化水平，減少人工干預(yù)和誤差系數(shù)。
24、可選地，所述利用所述后端處理模型對所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述線路定位判別結(jié)果進(jìn)行分析，以獲得線路異常檢測結(jié)果、響應(yīng)等級情況和橋梁結(jié)構(gòu)狀況包括：設(shè)置圖片疊合對比函數(shù)；所述后端處理模型利用所述圖片疊合對比函數(shù)、所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述線路定位判別結(jié)果分析監(jiān)測圖像的像素重合率；依據(jù)所述像素重合率確定光纖斷路事件的等級判斷結(jié)果；根據(jù)所述等級判斷結(jié)果、所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述線路定位判別結(jié)果獲得線路異常檢測結(jié)果、響應(yīng)等級情況和橋梁結(jié)構(gòu)狀況。本專利技術(shù)依據(jù)圖像重合率來確定光纖斷路事件的等級判斷結(jié)果，能夠更客觀地反映光纖線路的異常程度，從而優(yōu)化響應(yīng)等級的判斷。
25、第二方面，本專利技術(shù)還提供了一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警系統(tǒng)，能夠高效地執(zhí)行本專利技術(shù)所提供的一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，上本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述設(shè)置線路異常定位判別機(jī)制包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述基于橋梁線路監(jiān)測信息和所述后端處理模型在光纖斷路定位模塊中建立橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述基于所述定位分析參數(shù)信息構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述布局狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述光纖線路分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述基于所述線路異常定位判別機(jī)制、所述后端處理模型和所述橋梁線路監(jiān)測信息，得到
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述利用所述后端處理模型對所述橋梁線路監(jiān)測信息和所述線路定位判別結(jié)果進(jìn)行分析，以獲得線路異常檢測結(jié)果、響應(yīng)等級情況和橋梁結(jié)構(gòu)狀況包括：
10.一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括處理器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲器，所述處理器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲器相互連接，其中，所述存儲器用于存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述處理器被配置用于調(diào)用所述程序指令，執(zhí)行如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述設(shè)置線路異常定位判別機(jī)制包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述基于橋梁線路監(jiān)測信息和所述后端處理模型在光纖斷路定位模塊中建立橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述基于所述定位分析參數(shù)信息構(gòu)建橋梁結(jié)構(gòu)和光纖線路分析模型包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述布局狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常檢測和報(bào)警方法，其特征在于，所述橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析函數(shù)，滿足如下關(guān)系：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁線路異常...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏思聰，李萬恒，李鵬飛，徐同舟，韓旭，毛燕，于錦添，
申請(專利權(quán))人：交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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