[发明专利]一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统及方法

说明书

本发明提供了一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统及方法，属于道路安全的技术领域。本发明包括传感模块、人工巡检模块、采集传输模块、数据处理模块、监测预警模块以及安全评估模块；本发明通过上述模块自动实现了对公路工程沿线多对象、多结构的荷载与环境作用，以及结构响应参数进行测量、传输、处理、分析、预警和生成安全报告，实现了协同感知、数据同步传输和统一分析管理，满足一体化协同检测和预警需求，构建了完整的基础设施协同监测体系，有效解决了现有系统存在的单体构造物监测范围单一、单独监测难以统一管理和扩展、智能化程度低、存在信息孤岛以及重复建设费用投入大的问题，利于基础设施的安全运营。

技术领域

本发明涉及道路安全的技术领域，具体是涉及一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统及方法。

背景技术

交通基础设施由于其投资规模大、涉及面广、建设周期长、设计使用期限长、工程管理风险大等因数，并且参与方众多，因此，通过对交通基础设施集群网络进行系统的安全评估研究，及时发现服役交通基础设施网络中存在的安全隐患，提高交通基础设施的安全水平和社会公共安全水平，减小交通基础设施的损伤和破坏，降低由此带来的直接经济损失和因功能失效而带来的间接经济损失，并对安全事故及时发出预警，避免沿线灾难性事故发生，保护人民生命财产安全是至关重要的。

但是，现有用于交通基础设施检测和预警的系统存在较多缺陷，如该系统仅针对单体构造物，监测范围单一，并且，各系统之间存在单独建设，难以实现统一管理和扩展的问题，另外，现有系统智能化程度低，易形成信息孤岛，并且，由于缺乏统一性管理，极易出现重复建设而导致费用投入增大的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统及方法，通过设置传感模块、采集传输模块、人工巡检模块、数据处理模块、监测预警模块以及安全评估模块，实现了自动对公路工程沿线多对象、多结构的荷载与环境作用，以及结构响应参数进行测量、传输、处理以及分析，有效解决了现有系统存在的单体构造物监测范围单一、单独监测难以统一管理和扩展、智能化程度低、存在信息孤岛以及重复建设费用投入大的问题。

具体技术方案如下：

一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统，具有这样的特征，包括：

传感模块，安装于基础设施中，用于测定基础设施工作状态中的各个参数；

人工巡检模块，用于基础设施上传感模块不能覆盖和不能有效测量的位置的参数测定；

采集传输模块，包括数据采集站和传输网络，用于对传感模块的信号数据进行预调理并按采样频率进行模数转换，并将转换后的数据保存至数据采集站以及通过传输网络进行远程传输；

数据处理模块，用于预处理采集传输模块传输过来的数据和人工巡检模块采集的数据，并提交后续模块使用；

监测预警模块，用于接收数据处理模块发出的预警数据并发出预警信号；

安全评估模块，结合数据处理模块中预处理的数据进行在线评估和离线评估，并生成评估报告。

上述的一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统，其中，传感模块包括固定式传感器、车载智能传感器、卫星以及无人机，固定式传感器固定安装于基础设施上，车载智能传感器在基础设施上移动并进行移动检测，卫星和无人机用于基础设施中重点位置实时形变监测。

上述的一种高速公路基础设施群智能监测与预警系统，其中，固定式传感器包括光纤光栅传感器、模拟信号传感器以及数字信号传感器三种类型，并且，光纤光栅传感器包括光纤温度计、光纤应变计、土压力盒、孔隙水压力计，模拟信号传感器包括三向加速度计、单向加速度计、索力加速度计，数字信号传感器包括温湿度计、动态称重系统、风速仪、位移计、动挠度计。