[发明专利]一种基于大数据的道路桥梁安全性智能监测预警管理系统

权利要求书

1.一种基于大数据的道路桥梁安全性智能监测预警管理系统，其特征在于：包括区域划分模块、检测点分布模块、压力检测模块、风速检测模块、风向检测模块、风向角分析模块、预警提醒模块、栏杆高度检测模块、栏杆高度分析模块、远程服务中心、分析服务器和存储数据库；

所述区域划分模块用于将道路桥梁的护栏进行划分，按照护栏的长度等分方式划分成若干面积相同的子区域，对划分的若干子区域按照设定的从左到右的顺序依次进行编号，分别为1,2,...,i,...,n，并将若干子区域的编号发送至检测点分布模块；

所述检测点分布模块与区域划分模块连接，用于接收区域划分模块发送的若干子区域的编号，通过采用均匀分布的方式将若干压力检测点分布在划分后的子区域中，构成各子区域的压力检测点分布集合Aⁱ_m(aⁱ₁,aⁱ₂,...,aⁱ_j,...,aⁱ_m)，aⁱ_j表示第i个子区域中第j个压力检测点，将各子区域的压力检测点分布集合发送至压力检测模块；

所述压力检测模块与检测点分布模块连接，包括若干压力传感器，用于接收检测点分布模块发送的各子区域的压力检测点分布集合，将若干压力传感器与各子区域的压力检测点一一对应，通过压力传感器对各子区域的压力检测点受到人群挤压后的压力进行检测，统计若干压力传感器检测的压力，构成各子区域的压力检测点受到的压力集合Fⁱ_m(fⁱ₁,fⁱ₂,...,fⁱ_j,...,fⁱ_m)，fⁱ_j表示第i个子区域中第j个压力检测点受到的压力，将各子区域的压力检测点受到的压力集合发送至分析服务器；

所述风速检测模块包括风速传感器，用于对道路桥梁的护栏周围的风速进行检测，通过风速传感器实时检测护栏周围的风速值，记为v，将检测的护栏周围的风速值发送分析服务器；

所述风向检测模块包括风向传感器，用于对道路桥梁的护栏周围的风向进行检测，通过风向传感器实时检测护栏周围的风向，将检测的护栏周围的风向发送至风向角分析模块；

所述风向角分析模块与风向检测模块连接，用于接收风向检测模块发送的护栏周围的风向，提取存储数据库中存储的各标准风向方位对应的风向，将接收的护栏周围的风向与存储的各标准风向方位对应的风向进行对比，筛选该风向对应的标准风向方位，提取存储数据库中存储的各标准风向方位对应的风向角，筛选该标准风向方位对应的风向角，记为θ，将筛选的该风向对应的风向角发送至分析服务器；

所述分析服务器分别与压力检测模块、风速检测模块和风向角分析模块连接，用于接收压力检测模块发送的各子区域的压力检测点受到的压力集合，同时接收风向角分析模块发送的风向对应的风向角，提取存储数据库中存储的大气中的空气密度ρ，计算护栏承受的风力，根据护栏受到风力方向的不同，将风力方向分成护栏内侧面受力的风向和护栏外侧面受力的风向，当护栏受到内侧面的风力时，计算护栏承受的总压力F₁，同时当护栏受到外侧面的风力时，计算护栏承受的总压力F₂，提取存储数据库中存储的护栏承受的标准安全总压力，将计算的护栏承受总压力与存储的标准安全总压力进行对比，若计算的护栏承受总压力小于或等于存储的标准安全总压力，表示护栏处于安全阶段，若计算的护栏承受总压力大于存储的标准安全总压力，表示护栏存在危险，将存在危险的护栏发送至预警提醒模块；

所述预警提醒模块与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的存在危险的护栏，对接收的存在危险的护栏进行预警，提醒人群停止依靠护栏；

所述栏杆高度检测模块用于对桥梁护栏中栏杆的高度进行检测，测量桥梁护栏中栏杆的高度，记为h，将桥梁护栏中栏杆的高度发送栏杆高度分析模块；

所述栏杆高度分析模块与栏杆高度检测模块连接，用于接收栏杆高度检测模块发送的桥梁护栏中栏杆的高度，提取存储数据库中存储的桥梁护栏中栏杆的标准高度，将桥梁护栏中栏杆的高度与标准高度进行对比，得到桥梁护栏中栏杆的高度与标准高度对比的差值，记为Δh，将桥梁护栏中栏杆的高度与标准高度对比的差值发送至分析服务器；

所述分析服务器与栏杆高度分析模块连接，用于接收栏杆高度分析模块发送的桥梁护栏中栏杆的高度与标准高度对比的差值，同时统计该桥梁护栏中栏杆的数目，记为k，提取存储数据库中存储的桥梁护栏的标准总长度，计算护栏综合安全系数，提取存储数据库中存储的标准护栏综合安全系数，将计算的护栏综合安全系数与存储的标准护栏综合安全系数进行对比，若计算的护栏综合安全系数大于或等于存储的标准护栏综合安全系数，表明其安全性合格，若计算的护栏综合安全系数小于存储的标准护栏综合安全系数，表明其安全性不合格，将安全性不合格的护栏发送至远程服务中心；

所述存储数据库分别与分析服务器、风向角分析模块和栏杆高度分析模块连接，用于存储各标准风向方位和各标准风向方位对应的风向，存储各标准风向方位对应的风向角，并存储大气中的空气密度ρ和桥梁护栏的标准总长度L，存储护栏承受的标准安全总压力和标准护栏综合安全系数；

所述远程服务中心与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的安全性不合格的护栏，通知相关人员对安全性不合格的护栏进行封锁，同时进行检查与维修。