[发明专利]一种基于北斗兼容型的铁路桥梁状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于北斗兼容型的铁路桥梁状态监测系统，属于电子监控技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步以及交通运输的需求，桥梁的实时健康监测问题受到更多的研究和关注。铁路线上的桥梁健康状况，关系着列车的行车安全，通过连续监测桥梁的变形情况，能实现桥梁危险预警及报警，有助于防范列车因桥梁不安全而造成的列车事故。

近年来，随着高精度定位技术的发展，定位设备已发展为无人值守，长年连续运行，定位精度可达毫米级。此技术已广泛应用于大坝、桥梁、山体滑坡、路面沉降、尾矿库、冰川移动的监测。

当前对于桥梁形变监测的实例已有很多，用常规方法进行大型桥梁的形变监测，存在诸多限制和不便。

尤其是目前众多的铁路桥梁建设已有多年，铁路桥梁的安全性严重影响铁路的安全运营，铁路桥梁的监测势在必行。否则将严重影响铁路运营、建设和沿线人民群众生命财产安全。

随着高精度定位技术的发展，使得对滑坡、桥梁的微小变形监测成为可能。国内目前关于铁路桥梁位移实时监测的相关设备和产品不多，应用于交通安全的桥梁位移监测多是基于桥梁的应力应变监测，绕度、温度、支座位移，桥墩倾斜等监测，但是由于普通桥梁与铁路桥梁的应用需求与背景差异较大，其监测的数据不能满足铁路桥梁安全监测的需求，因而基于普通桥梁的变形监测的技术和产品并不适用于铁路桥梁的安全监测。

当前对于桥梁形变监测的实例已有很多，用常规方法进行大型桥梁的形变监测，存在诸多限制和不便。如全站仪存在各测点不同步，大变形难测量，实时性差等缺点；而位移传感器同时也存在着难以接近的点无法测量，横向位移测量困难等缺点；也有采用全球卫星系统（GPS）技术进行桥梁形变监测的。但目前很多的桥梁安全监测系统所针对的都是公路桥梁，而目前对于具有自身特点的铁路桥梁还没有有效的桥梁安全监测系统，假若单纯采用监测公路的桥梁安全系统，并不能很好地观测桥梁的微小变化，当前国内众多桥梁均已建设多年，铁路桥梁的安全性严重影响铁路的安全运营，建立专门的铁路桥梁安全监测系统势在必行。

发明内容                   

针对现有的铁路桥梁安全监测系统不能有效地监测桥梁微小变化，本发明提供的一种基于北斗兼容型的铁路桥梁状态监测系统，可以在桥梁坍塌前，监测到桥梁形变超出预设危险等级时，能够通过3G网络发到车站监控中心，车站监控中心通过分析监测点历史数据，得出监测点形变趋势，能预测危险发生时间，使得监控中心及时掌握道路的危险情况；通过对桥梁的长期监测，进行数据分析，估算桥梁的健康情况，实现不安全预警；能够全年24小时不间断连续监测。

本发明采用的技术方案：监测系统由CRNSS变形监测系统、数据处理主机、道边报警电台、3G模块、车站监控中心六部分组成，CRNSS变形监测系统由室外传感器、天线、天线控制器、CRNSS接收机、监测点、基准站组成，监测点发布在被监测区域，室外传感器固定在被检测部位，监测点设有基准站，监测点与基准站之间采用无线网桥或电缆通讯方式；基准站主要由监测点天线、天线控制器和CRNSS接收机组成，监测点天线的输出端经过天线控制器与连接CRNSS接收机，CRNSS接收机的输出端通过无线网桥或电缆通讯方式连接数据处理主机，数据处理主机通过电台与道边预警电台连接，道边预警电台与火车之间也采用电台通讯，数据处理主机通过3G模块与到车站监控中心连接。

道边报警电台安装于监测区域前方两公里处；大范围监测区域接收机主机采用高速处理器时，可同时处理多路天线数据，形成一机多天线主机；中小范围监测区域选用一机一天线主机；所有监测点其主机包括防直击雷、防感应雷处理，所有监测点其主机均安装保护箱内并设置防直击雷避雷针，所有监测点主机电源采用在线式UPS与外部供电线路进行隔离，并连接电源防雷保护器，所有监测点主机信号线路设置信号防雷保护器，所有视频监控摄像机除采用避雷针、电源防雷保护器外，其视频信号线路同样设置信号防雷保护器，所有设备及其保护箱都严格接地，接地电阻小于4Ω，同一横断面上多个防雷接地点在距离较近时可考虑连接成防雷网，室外传感器和CRNSS接收机采用太阳能风能供电或者直接用220伏交流电供电。