[发明专利]高架桥梁超载监测与预警的系统与方法

说明书

本发明公开了一种高架桥梁超载监测与预警的系统与方法，系统包括：动态称重模块、监控抓拍模块、数据分析模块、预警反馈模块及交警大队监控中心；使用者首先获取桥梁的自重信息和几何尺寸，并将相应参数值输入至数据分析模块中的计算处理器；将来自动态称重模块的称重数据标记为P；计算处理器根据称重数据P以及桥梁的自重参数计算得出桥墩反力R，分别计算桥梁的倾覆力矩L及抗倾覆力矩L_R；若L≥L_R，则将此车辆标记为超载危险车辆，并即时反馈；其余情况，直接放行。本发明可以及时有效地制止车辆驶入并迅速赶至现场进行处理，可推广性高，实现难度低。

技术领域

本发明涉及监测预警系统技术领域，尤其是一种高架桥梁超载监测与预警的系统与方法。

背景技术

目前我国大多市政桥梁采用的是单柱墩桥，此种桥梁虽然美观且便于施工，但是一旦由于超载而引起倾覆、坍塌，带来的损失是巨大的。因此，迫切的需要一种针对货车超载的监测与预警手段，将发生倾覆、坍塌事故的可能性降到最低。虽然现在也有一些针对高速公路、桥梁的车辆超载测量手段，但是存在以下几个问题：一是安装不方便；二是数量不够、覆盖面不够广；三是针对市政高架桥梁的监测手段十分不足；四是未能够形成联动系统，仅仅是监测了车辆及货物重量，未具体针对桥梁进行抗倾覆计算，无法准确判断所测车辆是否能通行；五是反馈机制不够及时，尽管发现车辆超载，但是不一定能够及时组织车辆通行。综上所述，目前非常缺乏一种针对市政高架桥梁超载的监测与预警系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高架桥梁超载监测与预警的系统与方法，可以及时有效地制止车辆驶入并迅速赶至现场进行处理，可推广性高，实现难度低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高架桥梁超载监测与预警的系统，包括：动态称重模块、监控抓拍模块、数据分析模块、预警反馈模块及交警大队监控中心；动态称重模块与监控抓拍模块、数据分析模块通信连接，监控抓拍模块与数据分析模块和交警大队监控中心通信连接，数据分析模块与预警反馈模块通信连接，预警反馈模块与交警大队监控中心通信连接。

优选的，动态称重模块包括压电传感器、电荷放大器和称重数据管理服务器；压电传感器用于采集通行货车的车辆及货物整体重量，电荷放大器用于放大压电传感器采集到的电荷信号，称重数据管理服务器用于对采集到的称重数据进行保存和第一步处理，并将处理后数据传输至数据分析模块。

优选的，监控抓拍模块包括若干组高清智能摄像机和通信管理服务器，高清智能摄像机用于提供现场所有车辆的高清实景图像、识别车牌号，并对超载车辆进行抓拍；通信管理服务器用于存储监控图像及视频，同时接收数据分析模块返回的数据，对超载车辆进行抓拍，并将超载车辆信息、实时图像传输至交警大队监控中心。

优选的，数据分析模块包括通信管理服务器和计算处理器，通信管理服务器接收来自动态称重模块的称重数据，计算处理器采用超载、倾覆计算程序计算桥墩的反力R、倾覆力矩L以及抗倾覆力矩L_R，并判断倾覆力矩是否超过抗倾覆力矩并将结果反馈至通信管理服务器，如果超过，通信管理服务器将超载信号传输至预警反馈模块和监控抓拍模块。

优选的，预警反馈模块包括限载标识牌和动态显示屏，限载标识牌设置在桥梁的上桥口与引桥交界处，用于提示和静态预警，动态显示屏用于发布超载车辆相关信息，对超载车辆进行警示绕行；预警反馈模块会将超载车辆信息反馈至交警大队监控中心，及时通知交警大队进行处理超载车辆；当接收到数据分析模块传来的超载危险车辆信号时，动态显示屏会显示“车牌号为XXXXX的车辆为超载危险车辆，禁止驶入桥梁，否则桥梁有坍塌倾覆危险，请及时绕行”字样。

优选的，当交警大队监控中心接收到数据分析模块传来的超载危险车辆信号和监控抓拍模块传来的超载危险车辆的抓拍图像信号时，会立即联系车辆司机告知其上桥危害并阻止其上桥，同时会通知附近大队执勤人员迅速赶往现场进行处理。

相应的，一种高架桥梁超载监测与预警的方法，包括如下步骤：