CN101055259A - 桥梁底面裂缝监测与报警方法及装置 - Google Patents

桥梁底面裂缝监测与报警方法及装置 Download PDF

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钟佑明
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Abstract

本发明公开了一种桥梁底面裂缝监测与报警方法，该方法包括如下过程：在桥梁下面适当距离安装能够沿桥梁长度和宽度方向移动的视频采集设备，通过计算机控制视频采集设备移动和进行视频数据采集，视频采集设备获得的视频数据传输到所述的计算机；利用计算机对采集的数据进行处理和判断，确实桥梁底面是否有裂缝发生和发育情况；计算机监控中心根据裂缝发生发育情况，以及桥梁安全准则对桥梁的健康状况进行判断，在出现安全隐患时进行报警提示。这种方法能够进行实时监测和报警，以便及时采取补救措施。

Description

桥梁底面裂缝监测与报警方法及装置
技术领域
本发明是在桥梁健康监测领域提出一种桥梁底面裂缝监测与安全报警方法，以全面监测桥梁底面的裂缝发生发育情况，达到及时安全预警预报，减少桥梁垮塌事故的发生。
背景技术
桥梁作为交通大动脉的重要组成部分，在国家经济建设与社会发展中发挥着极为重要的作用。同人的身体一样，桥梁也时常会发生病变，其中桥梁底面裂缝的发生与发育是桥梁出现健康问题的重要特征之一，及时捕捉这一信息并报警，可以及时采取相应补救措施，避免桥梁健康继续恶化，甚至垮塌，以保护人们的生命财产安全。
目前对桥梁底面裂缝的主要监测方法是利用高倍望远镜在桥下用人工进行观察，显然这种方法可靠性差，难以进行长期观察。近年来，随着摄像机技术、数码相机技术、计算机技术的快速发展，视频器材和计算机的价格不断下降，有人提出了利用视频采集技术来监测桥梁底面裂缝情况的设想，他们的想法是：在桥底某个适当位置安装一个视频采集设备，如数码相机或摄像机，让视频采集设备对桥底进行视频扫描，以观察桥底裂缝情况。但这种方法中视频采集设备的位置是固定的，它距离所观察桥底表面位置的距离大都比较远，因而所采集到的视频数据非常差，甚至毫无用处。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种桥梁底面裂缝的监测与报警方法，以及时监测桥梁底面裂缝的发生与发育情况。
本发明的第二个目的还在于提供一种桥梁底面裂缝的监测与报警装置，以用于对桥梁底面裂缝的发生与发育情况进行监测和报警。
为了实现本发明的第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种桥梁底面裂缝监测与报警方法，该方法包括如下过程：
(1)在桥梁下面适当距离，在桥梁宽度方向两侧安装沿桥梁长度方向延伸的滑轨，在两个滑轨之间安装可沿滑轨滑动的横向连接架，滑轨上还安装有驱动所述的横向连接架沿所述滑轨移动的驱动装置，在所述的横向连接架上安装可沿连接架滑动的视频采集设备和驱动视频采集设备滑动的第二移动装置，所述的视频采集设备朝向桥梁底面以采集桥梁底面的视频数据；
(2)通过计算机控制使所述第一移动装置和第二移动装置滑动，使视频采集设备在桥梁底部沿桥梁长度和宽度方向上运动，并控制视频采集设备进行视频数据采集，视频采集设备获得的视频数据传输到所述的计算机；
(3)利用计算机对采集的数据进行处理和判断，确实桥梁底面是否有裂缝发生和发育情况；
(4)桥梁健康情况报警，计算机监控中心根据裂缝发生发育情况，以及桥梁安全准则对桥梁的健康状况进行判断，在出现安全隐患时进行报警提示。
为了实现本发明的第二个目的，采用如下技术解决方案：一种桥梁底面裂缝监测与报警装置，其特征在于：包括在桥梁下面适当距离，在桥梁宽度方向两侧安装沿桥梁长度方向延伸的滑轨，在两个滑轨之间安装有可沿滑轨滑动的横向连接架；在所述的至少一个滑轨上安装驱动所述的横向连接架沿滑轨滑动的第一移动装置；在所述的横向连接架安装有朝向桥梁底面的视频采集设备和驱动所述的视频采集设备沿横向连接架滑动的第二移动装置；还包括一个计算机，用于控制第一和第二移动装置移动以及控制调频采集设备工作，并收集所述视频采集设备采集到的数据对数据进行处理和分析，并控制报警。
所述的视频采集设备可以为数码摄像机或数码照相机等数码设备。
所述的视频采集设备与所述的计算机可以采用有线通讯或无线通讯方式进行通讯。
本发明通过在桥梁底面一定距离安装滑轨和横向连接架，利用计算机控制视频采集设备在桥梁底部进行纵横两个方向的移动，利用一台视频采集设备即可完成对整个桥梁底面的视频数据采集，通过计算机进行数据分析和处理，判断裂缝发生和发育情况，能够进行实时监测和报警，以便及时采取补救措施。
附图说明
图1视频采集设备的组成示意图；
图2视频采集设备的驱动结构示意图；
图3视频采集数据传输、处理、分析和存储流程图。
具体实施方式
下面以拱形桥为例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1
如图1和图2所示，在一个拱桥下面适当距离，在桥梁1宽度方向两侧安装沿桥梁长度方向延伸的槽状滑轨2，在两个滑轨2之间安装有可沿槽状滑轨滑动的滑杆3构成横向连接架，在其中的一个滑轨上安装有电机4，以及沿滑轨设置的皮带或链条等装置(图中省略)，皮带或链条装在电机的皮带输或链轮上被其驱动，所述的滑杆3构成的横向连接架则一端连接在皮带或链轮上以使电机转动时被带动沿滑轨2滑动，电机4与皮带或链条构成第一驱动装置。在滑杆上还安装有另一个电机5和一个视频采集设备6，电机5同样通过皮带或链条驱动视频采集设备6沿滑杆滑动，构成第二驱动装置。视频采集设备6可以为数码摄像机或数码照相机，其摄像头对向桥梁1的底面。滑轨2距桥梁1的距离以视频采集设备5能够获得清晰的图像为原则，进行确定。还包括一个计算机7，用于控制第一和第二移动装置移动以及控制调频采集设备5工作，并收集所述视频采集设备5采集到的数据对数据进行处理和分析，并控制报警。计算机7与所述的第一驱动装置和第二驱动装置采用无线遥控或有线控制，与视频采集设备也可以采用有线或无线通讯。
所述的滑轨2中的一个滑轨以及所述滑杆还可以为上表面设置有直齿的齿条，所述的第一和第二驱动装置则均可以为一个电动小车，电动小车上的车轮为与齿条啮合的齿轮，所述的视频采集设备可以直接安装在滑杆上的电动小车上，而滑杆一端固定在安装在滑轨上的电动小车上，利用电动小车在滑轨和滑杆上的移动使视频采集设备沿桥梁长度和宽度方向移动。
实施例2
同样参照图1和图2，说明对桥梁底面裂缝发生发育的监测与预警过程：
(1)视频采集设备在桥底的安装：如图1所示，并根据实施例1的中方案在桥梁1下面安装桥梁底面裂缝监测与报警装置。
(2)视频采集设备的驱动：如图1所示，由计算机7用有线或无线遥控的方式，控制和驱动第一驱动装置和第二驱动装置，使滑竿3在滑轨2上沿桥梁纵向前后移动，视频采集设备6在横向滑竿3上沿桥梁横向左右移动。这样，只需一个视频采集设备就可以到达一个桥梁底面的任意位置，实现对桥梁底面任意位置的近距离视频数据采集，大大提高视频数据采集的精度。
(3)视频采集设备的控制：如图1所示，采用有线或无线命令传输技术，由计算机监控中心对视频采集设备发出控制指令，控制视频采集设备的移动位置和数据采集。
(4)视频采集数据的传输、处理、识别和存储：采用有线或无线数据传输技术将视频采集设备所采集到的数据传输到计算机监控中心，计算机监控中心对图像数据进行处理和识别，判断桥梁底面是否有裂缝发生发育情况。视频采集数据量往往比较大，可以采用采集一次、传输一次，处理一次，识别一次的循环采集、识别方案解决大量数据的传输、处理问题，同时，当只有裂缝发生发育情况时，才存储有关数据，这样可以解决大量数据的存储问题。如图3所示，先初始化视频采集设备的位置，利用视频采集设备对桥梁底面进行视频数据采集，将采集到的视频数据传输给计算机，由计算机对视频图像数据进行分析和识别，判断是否有裂缝发生和发育，如果有则存储裂缝发生和发育信息，没有则移动视频采集设备到新的位置重新进行采集和判断。
(5)桥梁健康报警：计算机监控中心根据裂缝发生发育情况，以及桥梁安全准则对桥梁的健康状况进行判断，如果根据桥梁安全准则，达到不同的安全标准，则相应地做出不同的报警提示，报警提示可以采用声光电报警。

Claims (9)

1、一种桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于该方法包括如下过程：
(1)在桥梁下面适当距离，在桥梁宽度方向两侧安装沿桥梁长度方向延伸的滑轨，在两个滑轨之间安装可沿滑轨滑动的横向连接架，滑轨上还安装有驱动所述的横向连接架沿所述滑轨移动的驱动装置，在所述的横向连接架上安装可沿连接架滑动的视频采集设备和驱动视频采集设备滑动的第二移动装置，所述的视频采集设备朝向桥梁底面以采集桥梁底面的视频数据；
(2)通过计算机控制使所述第一移动装置和第二移动装置滑动，使视频采集设备在桥梁底部沿桥梁长度和宽度方向上运动，并控制视频采集设备进行视频数据采集，视频采集设备获得的视频数据传输到所述的计算机；
(3)利用计算机对采集的数据进行处理和判断，确实桥梁底面是否有裂缝发生和发育情况；
(4)桥梁健康情况报警，计算机监控中心根据裂缝发生发育情况，以及桥梁安全准则对桥梁的健康状况进行判断，在出现安全隐患时进行报警提示。
2、如权利要求1所述的桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于：所述的视频采集设备每采集一次数据即向所述的计算机传输一次，所述的计算机即处理一次和识别一次。
3、如权利要求1或2所述的桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于：所述的计算机仅在有裂缝发生和发育时才进行数据储存。
4、如权利要求1或2所述的桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于：所述的视频采集设备为数据摄像机或数码照相机。
5、如权利要求1或2所述的桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于：所述的计算机对所述的第一移动装置和第二移动装置通过有线或无线进行控制。
6、如权利要求1或2所述的桥梁底面裂缝监测与报警方法，其特征在于：所述的计算机与所述的视频采集设备采用有线或无线数据传输。
7、一种桥梁底面裂缝监测与报警装置，其特征在于：包括在桥梁下面适当距离，在桥梁宽度方向两侧安装沿桥梁长度方向延伸的滑轨，在两个滑轨之间安装有可沿滑轨滑动的横向连接架；在所述的至少一个滑轨上安装驱动所述的横向连接架沿滑轨滑动的第一移动装置；在所述的横向连接架安装有朝向桥梁底面的视频采集设备和驱动所述的视频采集设备沿横向连接架滑动的第二移动装置；还包括一个计算机，用于控制第一和第二移动装置移动以及控制调频采集设备工作，并收集所述视频采集设备采集到的数据对数据进行处理和分析，并控制报警。
8、如权利要求7所述的桥梁底面裂缝监测与报警装置，其特征在于：所述的视频采集设备为数码摄像机或数码照相机。
9、如权利要求7或8所述的桥梁底面裂缝监测与报警装置，其特征在于：所述的视频采集设备与所述的计算机可以采用有线通讯或无线通讯方式进行通讯。
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