[发明专利]大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测系统及方法

摘要

本发明公开了一种大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测系统，包括：可视化管理模块、档案资料模块、在线监测模块、人工巡检模块、诊断预测模块、养护维修模块、数据交互模块、PHM数据库，本发明还提供了一种大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测方法。本发明的有益效果为：采用3S网络架构、BIM与GIS技术关联和存档设计、施工、运营及维护信息，通过对列车、轨道、桥梁、及桥梁环境的综合监测及人工巡检信息的大数据处理来实现对桥梁病害的诊断与预测，及对桥梁健康状况的评估，为桥梁的维护提供决策依据。

主权项

一种大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测系统，其特征在于，包括：可视化管理模块，其用于对桥梁结构进行BIM建模并直观展示，对桥梁上安装的若干传感器的类型、安装位置及状态进行定位并展示，同时对桥梁的病害位置进行定位并展示病害的描述信息；档案资料模块，其用于查询桥梁有限元模型的动静力分析数据和桥梁设计、施工、运营维护的数据；在线监测模块，其通过安装在桥梁上的若干传感器采集桥梁主体结构及关键构件、轨道状态、列车车辆、桥址环境的信息并进行实时监测；人工巡检模块，其用于检查人员对桥梁、桥上轨道和综合检测车进行巡检，根据病害的位置在三维BIM模型中进行定位，并对病害所处的结构部位、病害类型和病害程度进行文字描述和/或语音描述和/或图片描述，记录巡检时的时间、人员、结构部位或位置、检查所用机具信息；同时，用于查询既有的巡检数据和下一步的巡检计划；诊断预测模块，其用于根据所述健康监测模块采集到的实时监测数据和所述人工巡检模块检查到的巡检数据，对监测数据的历史趋势和多个数据的相关性进行分析，通过设置阈值进行预警和故障诊断，根据巡检数据对桥梁关键结构或构件的劣化进行评估，包括劣化级别或类型及劣化随时间的变化规律及影响因素，并对桥梁的疲劳可靠度进行评估，同时，对巡检数据进行多元因素相关性分析；养护维修模块，其用于根据故障诊断和预警结果对桥梁开展维修和修复工作，记录养护和维修的时间、人员、结构部位或位置、以及所用的主要养修机具和材料信息；系统管理模块，其用于组织机构、系统用户角色、权限、用户账号密码、系统运行日志、数据字典的管理；数据交互模块，其用于各个模块之间、各个模块与PHM数据库之间的数据交互；PHM数据库，其用于存储各个模块的多种数据。