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CN112883085A - 一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台 - Google Patents

一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台 Download PDF

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CN112883085A
CN112883085A CN202110236307.1A CN202110236307A CN112883085A CN 112883085 A CN112883085 A CN 112883085A CN 202110236307 A CN202110236307 A CN 202110236307A CN 112883085 A CN112883085 A CN 112883085A
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Abstract

本发明公开一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，包括桥梁桥面区域划分模块、区域承重载荷检测模块、数据库、区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块、区域风力参数检测模块、区域风力载荷统计模块、管理云平台、预警模块和显示终端，通过在设定的各时间点对桥梁进行承重载荷和风力载荷检测，进而根据检测结果统计桥梁的整体综合载荷动态危险系数，完善了载荷检测指标，实现了桥梁动态载荷的全面综合性安全检测，弥补了传统桥梁动态载荷检测存在的不足，提高了检测结果的可靠度，大大减少了因未进行桥梁风力载荷检测造成的桥梁结构安全性问题。

Description

一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测 分析预警管理平台
技术领域
本发明属于桥梁动态荷载监测技术领域，具体涉及一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台。
背景技术
桥梁工程是我国公路交通网络的基础组成部分,在我国的公路交通体系中有着重要的作用,因此需要对桥梁工程的安全进行监测,以保证公路桥梁工程的质量。其中,荷载试验是一种非常重要的桥梁检测方法,对桥梁的养护工作具有很大的实用性,一方面可以科学的实现对桥梁承重力的设计；另一方面,可以掌握桥梁的结实程度,以做好定期的养护工作。因此荷载实验对于桥梁的检查尤为重要,这将直接影响桥梁使用寿命及安全性。
目前桥梁载荷检测方式包括静态载荷检测和动态载荷检测，其中动态载荷检测更能反映桥梁在运行过程中的结构稳定性，更适用于桥梁的载荷检测。但传统的桥梁动态载荷检测方式大多只针对桥梁的承重载荷，忽略了环境中的风力载荷对桥梁结构稳定性的影响，导致载荷检测指标单一，进而致使检测结果可靠度低，无法实现桥梁动态载荷的全面综合性安全检测。鉴于此，本发明设计一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，通过在设定的各时间点对桥梁进行承重载荷和风力载荷检测，完善了载荷检测指标，实现了桥梁动态载荷的全面综合性安全检测，解决了背景技术提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，包括桥梁桥面区域划分模块、区域承重载荷检测模块、数据库、区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块、区域风力参数检测模块、区域风力载荷统计模块、管理云平台、预警模块和显示终端；
所述桥梁桥面区域划分模块分别与区域承重载荷检测模块和区域风力参数检测模块连接，区域承重载荷检测模块分别与区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计模块连接，区域风力参数检测模块与区域风力载荷统计模块连接，区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块和区域风力载荷统计模块均与管理云平台连接，管理云平台分别与预警模块和显示终端连接；
所述桥梁桥面区域划分模块用于对桥梁桥面区域以桥梁的长度为划分依据，并按照设定的局部区域划分方法划分为若干局部区域，进而对划分的各局部区域按照距离桥头由近到远的距离顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对划分的各局部区域以桥梁的宽度为划分依据，并按照设定的子区域划分方法划分为各子区域，由此将各局部区域划分的各子区域进行编号，分别标记为1,2...j...m；
所述区域承重载荷检测模块包括若干压力传感器，其分别安装在桥梁桥面各局部区域对应的各子区域桥面底部，用于在设定的各时间点对桥梁桥面各局部区域对应的各子区域的承重载荷进行检测，得到的桥梁桥面各局部区域对应的各子区域在各时间点的承重载荷构成区域时间点承重载荷集合 F压 ij(f压 ij1,f压 ij2...,f压 ijt,...,f压 ijz)，f压 ijt表示为第i个局部区域的第j个子区域在第t 个时间点的承重载荷，t表示为时间点，t＝1,2...,z,区域承重载荷检测模块分别将区域时间点承重载荷集合发送至区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计分析模块；
所述数据库用于存储桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，存储桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，存储桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，并存储总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数；
所述区域承重载荷动态危险系数统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，并从接收的区域时间点承重载荷集合中按照局部区域的编号顺序和各局部区域对应的各子区域的编号顺序，依次提取各局部区域对应各子区域在各时间点的承重载荷，由此将同一局部区域同一子区域在各时间点的承重载荷进行相邻两个时间点的承重载荷相减操作，从而得到同一局部区域同一子区域的相邻两个时间点的承重载荷差值，构成相邻时间点承重载荷差集合ΔF压 ij[Δf压 ij1,Δf压 ij2...,Δf压 ijt,...,Δf压 ij(z-1)]，Δf压 ijt表示为第i个局部区域的第j个子区域在第t个时间点的承重载荷与在第t+1个时间点的承重载荷之间的承重载荷差值，此时从数据库中提取桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，由此结合相邻时间点承重载荷差集合和桥梁桥面能够承受的安全承重载荷统计桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，并发送至管理云平台；
所述区域总承重载荷统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，进而根据接收的区域时间点承重载荷集合统计桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷，并发送至管理云平台；
所述区域风力参数检测模块包括若干风向风速仪，其分别安装在各局部区域侧面位置处，用于在设定的各时间点对各局部区域进行风速和风向角度检测，得到的各局部区域在各时间点的风速和风向角度构成区域风力参数集合 Qw i(qw i1,qw i2...,qw it,...,qw iz)，qw it表示为第i个局部区域在第t个时间点的风力参数对应的数值，w表示为风力参数，w＝p1,p2,分别表示为风速，风向角度，区域风力参数检测模块将区域风力参数集合发送至区域风力载荷统计模块；
所述区域风力载荷统计模块接收区域风力参数检测模块发送的区域风力参数集合，并获取各子区域的桥梁侧面面积，由此根据区域风力参数集合和各局部区域的桥梁侧面面积统计各局部区域在各时间点的有效风力载荷，进而发送至管理云平台；
所述管理云平台接收区域承重载荷动态危险系数统计模块发送的桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，并将桥梁桥面的各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数按照由大到小的顺序进行排序，进而从中筛选出各局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值，从而将其与数据库中设置的桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数进行对比，若某局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值大于桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，则表明该局部区域存在危险，该局部区域记为危险局部区域，此时统计危险局部区域编号，发送至显示终端，同时发送预警指令至预警模块；
所述管理云平台分别接收区域总承重载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的总承重载荷和区域风力载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的有效风力载荷，并根据接收的各局部区域在各时间点的总承重载荷和各局部区域在各时间点的有效风力载荷统计各时间点各局部区域的综合荷载，并构成时间点局部区域综合荷载集合Dt(Dt1,Dt2...,Dti,...,Dtn)，Dti表示为第t个时间点第 i个局部区域的综合载荷，由此按照各时间点的先后顺序，将同一时间点相邻局部区域的综合荷载进行相减操作，得到同一时间相邻局部区域的综合荷载差值，构成时间点相邻局部区域综合荷载对比集合
Figure BDA0002960320240000051
ΔDti表示为第t个时间点的第i个局部区域的综合载荷与第i+1个局部区域的综合载荷之间的对比差值，由此从数据库中提取桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，从而根据时间点相邻局部区域综合荷载对比集合和相邻局部区域的安全综合载荷对比差值统计桥梁的整体综合载荷动态危险系数，并发送至显示终端；
所述预警模块接收管理云平台发送的局部预警指令，进行局部区域预警；
所述显示终端接收管理云平台发送的危险局部区域编号和桥梁的整体综合载荷动态危险系数，并进行显示。
在一种实施方式中，所述设定的局部区域划分方法包括以下步骤：
S1:统计桥梁从桥头到桥尾的长度，其统计的长度记为桥梁的长度；
S2:将桥梁的长度进行均匀等分，各等分长度所在区域即为各局部区域。
在一种实施方式中，：所述设定的子区域划分方法包括以下步骤：
H1:统计桥梁的宽度；
H2:将各局部区域桥梁的宽度进行均匀等分，各宽度等分点将各局部区域划分为各子区域。
在一种实施方式中，所述各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数的计算公式为
Figure BDA0002960320240000061
ηij表示为第i个局部区域对应第j个子区域的承重载荷动态危险系数，f压0表示为桥梁桥面能够承受的安全承重载荷。
在一种实施方式中，所述各局部区域在各时间点的有效风力载荷的计算公式为
Figure BDA0002960320240000062
f风 it表示为第i个局部区域在第t个时间点的有效风力载荷，c表示为空气阻力系数，ρ表示为空气密度，标准情况下，可取 1.293g/l，si表示为第i个局部区域的桥梁侧面面积，qp1 it、qp2 it分别表示为第 i个局部区域在第t个时间点的风速、风向角度，其中风向角度是指风向与桥面水平面的夹角。
在一种实施方式中，所述桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷的计算公式为
Figure BDA0002960320240000063
F总压 it表示为桥梁桥梁第i个局部区域在第t个时间点的总承重载荷。
在一种实施方式中，所述各时间点各局部区域的综合荷载的计算公式为
Figure BDA0002960320240000064
a、b分别表示为总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数，且a+b＝1。
在一种实施方式中，所述桥梁的整体综合载荷动态危险系数的计算公式为
Figure BDA0002960320240000065
Figure BDA0002960320240000066
表示为桥梁的整体综合载荷动态危险系数，ΔD0表示为桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过对桥梁桥面区域进行局部区域划分，并对划分的各局部区域进行子区域划分，同时对划分的各局部区域的各子区域在设定的各时间点进行承重载荷检测，由此统计桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷，与此同时对各局部区域在设定的各时间点进行风力载荷检测，以此统计各时间点各局部区域的综合荷载，并按照时间点的先后顺序进行各时间点相邻局部区域综合荷载的对比，从而根据对比结果统计桥梁的整体综合载荷动态危险系数，实现了对桥梁动态载荷的全面综合性安全检测，弥补了传统桥梁动态载荷检测存在的载荷检测指标单一的不足，完善了桥梁动态载荷的检测指标，提高了检测结果的可靠度，大大减少了因未进行桥梁风力载荷检测造成的桥梁结构安全性问题，提高了桥梁的动态载荷检测水平。
(2)本发明通过对划分的各局部区域的各子区域在设定的各时间点进行承重载荷检测，并将检测的各局部区域的各子区域的承重载荷进行相邻两个时间点的承重载荷对比，由此根据对比值统计桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，其统计的承重载荷动态危险系数直观反映了桥梁区域承重载荷的动态危险状况，弥补了传统桥梁动态承重载荷安全检测只进行整体承重载荷安全检测的弊端，扩展了桥梁动态承重载荷安全检测的范围。
(3)本发明通过从桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数中筛选出各局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值，并将其与桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数进行对比，进而筛查出危险局部区域，并进行预警及显示，便于桥梁监管人员及时知晓危险局部区域所处位置，进而进行针对性的桥梁局部养护，避免因未及时进行危险局部区域的养护导致对桥梁整体结构的稳定性造成危害。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，包括桥梁桥面区域划分模块、区域承重载荷检测模块、数据库、区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块、区域风力参数检测模块、区域风力载荷统计模块、管理云平台、预警模块和显示终端，其中桥梁桥面区域划分模块分别与区域承重载荷检测模块和区域风力参数检测模块连接，区域承重载荷检测模块分别与区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计模块连接，区域风力参数检测模块与区域风力载荷统计模块连接，区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块和区域风力载荷统计模块均与管理云平台连接，管理云平台分别与预警模块和显示终端连接。
桥梁桥面区域划分模块用于对桥梁桥面区域以桥梁的长度为划分依据，并按照设定的局部区域划分方法划分为若干局部区域，其中设定的局部区域划分方法包括以下步骤：
S1:统计桥梁从桥头到桥尾的长度，其统计的长度记为桥梁的长度；
S2:将桥梁的长度进行均匀等分，各等分长度所在区域即为各局部区域；
进而对划分的各局部区域按照距离桥头由近到远的距离顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对划分的各局部区域以桥梁的宽度为划分依据，并按照设定的子区域划分方法划分为各子区域，其中设定的子区域划分方法包括以下步骤：
H1:统计桥梁的宽度；
H2:将各局部区域桥梁的宽度进行均匀等分，各宽度等分点将各局部区域划分为各子区域，由此将各局部区域划分的各子区域进行编号，分别标记为 1,2...j...m。
本实施例通过将桥梁桥面区域进行局部区域及子区域划分，为后面进行承重载荷检测和风力载荷检测奠定基础。
区域承重载荷检测模块包括若干压力传感器，其分别安装在桥梁桥面各局部区域对应的各子区域桥面底部，用于在设定的各时间点对桥梁桥面各局部区域对应的各子区域的承重载荷进行检测，得到的桥梁桥面各局部区域对应的各子区域在各时间点的承重载荷构成区域时间点承重载荷集合 F压 ij(f压 ij1,f压 ij2...,f压 ijt,...,f压 ijz)，f压 ijt表示为第i个局部区域的第j个子区域在第t 个时间点的承重载荷，t表示为时间点，t＝1,2...,z,区域承重载荷检测模块分别将区域时间点承重载荷集合发送至区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计分析模块。
数据库用于存储桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，存储桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，存储桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，并存储总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数。
区域承重载荷动态危险系数统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，并从接收的区域时间点承重载荷集合中按照局部区域的编号顺序和各局部区域对应的各子区域的编号顺序，依次提取各局部区域对应各子区域在各时间点的承重载荷，由此将同一局部区域同一子区域在各时间点的承重载荷进行相邻两个时间点的承重载荷相减操作，从而得到同一局部区域同一子区域的相邻两个时间点的承重载荷差值，构成相邻时间点承重载荷差集合ΔF压 ij[Δf压 ij1,Δf压 ij2...,Δf压 ijt,...,Δf压 ij(z-1)]，Δf压 ijt表示为第i个局部区域的第j 个子区域在第t个时间点的承重载荷与在第t+1个时间点的承重载荷之间的承重载荷差值，此时从数据库中提取桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，由此结合相邻时间点承重载荷差集合和桥梁桥面能够承受的安全承重载荷统计桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数
Figure BDA0002960320240000101
ηij表示为第 i个局部区域对应第j个子区域的承重载荷动态危险系数，f压0表示为桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，并发送至管理云平台。
本实施例通过对划分的各局部区域的各子区域在设定的各时间点进行承重载荷检测，并将检测的各局部区域的各子区域的承重载荷进行相邻两个时间点的承重载荷对比，由此根据对比值统计桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，其统计的承重载荷动态危险系数直观反映了桥梁区域承重载荷的动态危险状况，弥补了传统桥梁动态承重载荷安全检测只进行整体承重载荷安全检测的弊端，扩展了桥梁动态承重载荷安全检测的范围。
区域总承重载荷统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，进而根据接收的区域时间点承重载荷集合统计桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷
Figure BDA0002960320240000102
F总压 it表示为桥梁桥梁第i个局部区域在第t个时间点的总承重载荷，并发送至管理云平台。
区域风力参数检测模块包括若干风向风速仪，其分别安装在各局部区域侧面位置处，用于在设定的各时间点对各局部区域进行风速和风向角度检测，得到的各局部区域在各时间点的风速和风向角度构成区域风力参数集合 Qw i(qw i1,qw i2...,qw it,...,qw iz)，qw it表示为第i个局部区域在第t个时间点的风力参数对应的数值，w表示为风力参数，w＝p1,p2,分别表示为风速，风向角度，区域风力参数检测模块将区域风力参数集合发送至区域风力载荷统计模块。
区域风力载荷统计模块接收区域风力参数检测模块发送的区域风力参数集合，并获取各子区域的桥梁侧面面积，由此根据区域风力参数集合和各局部区域的桥梁侧面面积统计各局部区域在各时间点的有效风力载荷
Figure BDA0002960320240000111
f风 it表示为第i个局部区域在第t个时间点的有效风力载荷，c表示为空气阻力系数，ρ表示为空气密度，标准情况下，可取1.293g/l， si表示为第i个局部区域的桥梁侧面面积，qp1 it、qp2 it分别表示为第i个局部区域在第t个时间点的风速、风向角度，其中风向角度是指风向与桥面水平面的夹角，进而发送至管理云平台。
管理云平台接收区域承重载荷动态危险系数统计模块发送的桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，并将桥梁桥面的各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数按照由大到小的顺序进行排序，进而从中筛选出各局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值，从而将其与数据库中设置的桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数进行对比，若某局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值大于桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，则表明该局部区域存在危险，该局部区域记为危险局部区域，此时统计危险局部区域编号，发送至显示终端，同时发送预警指令至预警模块。
本实施例通过从桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数中筛选出各局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值，并将其与桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数进行对比，进而筛查出危险局部区域，并进行预警及显示，便于桥梁监管人员及时知晓危险局部区域所处位置，进而进行针对性的桥梁局部养护，避免因未及时进行危险局部区域的养护导致对桥梁整体结构的稳定性造成危害。
管理云平台分别接收区域总承重载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的总承重载荷和区域风力载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的有效风力载荷，并根据接收的各局部区域在各时间点的总承重载荷和各局部区域在各时间点的有效风力载荷统计各时间点各局部区域的综合荷载
Figure BDA0002960320240000121
a、b分别表示为总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数，且a+b＝1，并构成时间点局部区域综合荷载集合 Dt(Dt1,Dt2...,Dti,...,Dtn)，Dti表示为第t个时间点第i个局部区域的综合载荷，由此按照各时间点的先后顺序，将同一时间点相邻局部区域的综合荷载进行相减操作，得到同一时间相邻局部区域的综合荷载差值，构成时间点相邻局部区域综合荷载对比集合
Figure BDA0002960320240000122
ΔDti表示为第t个时间点的第i个局部区域的综合载荷与第i+1个局部区域的综合载荷之间的对比差值，由此从数据库中提取桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，从而根据时间点相邻局部区域综合荷载对比集合和相邻局部区域的安全综合载荷对比差值统计桥梁的整体综合载荷动态危险系数
Figure BDA0002960320240000131
Figure BDA0002960320240000132
表示为桥梁的整体综合载荷动态危险系数，ΔD0表示为桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，并发送至显示终端。
本实施例统计的桥梁整体综合载荷动态危险系数综合了桥梁的承重载荷和风力载荷，实现了对桥梁综合载荷对桥梁结构所处的动态危险状况的量化展示，弥补了传统桥梁动态载荷检测存在的载荷检测指标单一的不足，完善了桥梁动态载荷的检测指标，提高了检测结果的可靠度，大大减少了因未进行桥梁风力载荷检测造成的桥梁结构安全性问题，提高了桥梁的动态载荷检测水平，同时其统计的桥梁整体综合载荷动态危险系数为桥梁监管人员进行桥梁结构的整体养护提供可靠的参考依据。
预警模块接收管理云平台发送的局部预警指令，进行局部区域预警，以提醒桥梁监管人员注意。
显示终端接收管理云平台发送的危险局部区域编号和桥梁的整体综合载荷动态危险系数，并进行显示。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：包括桥梁桥面区域划分模块、区域承重载荷检测模块、数据库、区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块、区域风力参数检测模块、区域风力载荷统计模块、管理云平台、预警模块和显示终端；
所述桥梁桥面区域划分模块分别与区域承重载荷检测模块和区域风力参数检测模块连接，区域承重载荷检测模块分别与区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计模块连接，区域风力参数检测模块与区域风力载荷统计模块连接，区域承重载荷动态危险系数统计模块、区域总承重载荷统计模块和区域风力载荷统计模块均与管理云平台连接，管理云平台分别与预警模块和显示终端连接；
所述桥梁桥面区域划分模块用于对桥梁桥面区域以桥梁的长度为划分依据，并按照设定的局部区域划分方法划分为若干局部区域，进而对划分的各局部区域按照距离桥头由近到远的距离顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时对划分的各局部区域以桥梁的宽度为划分依据，并按照设定的子区域划分方法划分为各子区域，由此将各局部区域划分的各子区域进行编号，分别标记为1,2...j...m；
所述区域承重载荷检测模块包括若干压力传感器，其分别安装在桥梁桥面各局部区域对应的各子区域桥面底部，用于在设定的各时间点对桥梁桥面各局部区域对应的各子区域的承重载荷进行检测，得到的桥梁桥面各局部区域对应的各子区域在各时间点的承重载荷构成区域时间点承重载荷集合F压 ij(f压 ij1,f压 ij2...,f压 ijt,...,f压 ijz)，f压 ijt表示为第i个局部区域的第j个子区域在第t个时间点的承重载荷，t表示为时间点，t＝1,2...,z,区域承重载荷检测模块分别将区域时间点承重载荷集合发送至区域承重载荷动态危险系数统计模块和区域总承重载荷统计分析模块；
所述数据库用于存储桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，存储桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，存储桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，并存储总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数；
所述区域承重载荷动态危险系数统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，并从接收的区域时间点承重载荷集合中按照局部区域的编号顺序和各局部区域对应的各子区域的编号顺序，依次提取各局部区域对应各子区域在各时间点的承重载荷，由此将同一局部区域同一子区域在各时间点的承重载荷进行相邻两个时间点的承重载荷相减操作，从而得到同一局部区域同一子区域的相邻两个时间点的承重载荷差值，构成相邻时间点承重载荷差集合ΔF压 ij[Δf压 ij1,Δf压 ij2...,Δf压 ijt,...,Δf压 ij(z-1)]，Δf压 ijt表示为第i个局部区域的第j个子区域在第t个时间点的承重载荷与在第t+1个时间点的承重载荷之间的承重载荷差值，此时从数据库中提取桥梁桥面能够承受的安全承重载荷，由此结合相邻时间点承重载荷差集合和桥梁桥面能够承受的安全承重载荷统计桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，并发送至管理云平台；
所述区域总承重载荷统计模块接收区域承重载荷检测模块发送的区域时间点承重载荷集合，进而根据接收的区域时间点承重载荷集合统计桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷，并发送至管理云平台；
所述区域风力参数检测模块包括若干风向风速仪，其分别安装在各局部区域侧面位置处，用于在设定的各时间点对各局部区域进行风速和风向角度检测，得到的各局部区域在各时间点的风速和风向角度构成区域风力参数集合Qw i(qw i1,qw i2...,qw it,...,qw iz)，qw it表示为第i个局部区域在第t个时间点的风力参数对应的数值，w表示为风力参数，w＝p1,p2,分别表示为风速，风向角度，区域风力参数检测模块将区域风力参数集合发送至区域风力载荷统计模块；
所述区域风力载荷统计模块接收区域风力参数检测模块发送的区域风力参数集合，并获取各子区域的桥梁侧面面积，由此根据区域风力参数集合和各局部区域的桥梁侧面面积统计各局部区域在各时间点的有效风力载荷，进而发送至管理云平台；
所述管理云平台接收区域承重载荷动态危险系数统计模块发送的桥梁桥面各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数，并将桥梁桥面的各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数按照由大到小的顺序进行排序，进而从中筛选出各局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值，从而将其与数据库中设置的桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数进行对比，若某局部区域对应的承重载荷动态危险系数最大值大于桥梁局部区域对应的安全承重载荷动态危险系数，则表明该局部区域存在危险，该局部区域记为危险局部区域，此时统计危险局部区域编号，发送至显示终端，同时发送预警指令至预警模块；
所述管理云平台分别接收区域总承重载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的总承重载荷和区域风力载荷统计模块发送的各局部区域在各时间点的有效风力载荷，并根据接收的各局部区域在各时间点的总承重载荷和各局部区域在各时间点的有效风力载荷统计各时间点各局部区域的综合荷载，并构成时间点局部区域综合荷载集合Dt(Dt1,Dt2...,Dti,...,Dtn)，Dti表示为第t个时间点第i个局部区域的综合载荷，由此按照各时间点的先后顺序，将同一时间点相邻局部区域的综合荷载进行相减操作，得到同一时间相邻局部区域的综合荷载差值，构成各时间点相邻局部区域综合荷载对比集合
Figure FDA0002960320230000041
ΔDti表示为第t个时间点的第i个局部区域的综合载荷与第i+1个局部区域的综合载荷之间的对比差值，由此从数据库中提取桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值，从而根据各时间点相邻局部区域综合荷载对比集合和相邻局部区域的安全综合载荷对比差值统计桥梁的整体综合载荷动态危险系数，并发送至显示终端；
所述预警模块接收管理云平台发送的局部预警指令，进行局部区域预警；
所述显示终端接收管理云平台发送的危险局部区域编号和桥梁的整体综合载荷动态危险系数，并进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述设定的局部区域划分方法包括以下步骤：
S1:统计桥梁从桥头到桥尾的长度，其统计的长度记为桥梁的长度；
S2:将桥梁的长度进行均匀等分，各等分长度所在区域即为各局部区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述设定的子区域划分方法包括以下步骤：
H1:统计桥梁的宽度；
H2:将各局部区域桥梁的宽度进行均匀等分，各宽度等分点将各局部区域划分为各子区域。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述各局部区域对应各子区域的承重载荷动态危险系数的计算公式为
Figure FDA0002960320230000051
ηij表示为第i个局部区域对应第j个子区域的承重载荷动态危险系数，f压0表示为桥梁桥面能够承受的安全承重载荷。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述各局部区域在各时间点的有效风力载荷的计算公式为
Figure FDA0002960320230000052
f风 it表示为第i个局部区域在第t个时间点的有效风力载荷，c表示为空气阻力系数，ρ表示为空气密度，标准情况下，可取1.293g/l，si表示为第i个局部区域的桥梁侧面面积，qp1 it、qp2 it分别表示为第i个局部区域在第t个时间点的风速、风向角度，其中风向角度是指风向与桥面水平面的夹角。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述桥梁桥面各局部区域在各时间点的总承重载荷的计算公式为
Figure FDA0002960320230000053
F总压 it表示为桥梁桥梁第i个局部区域在第t个时间点的总承重载荷。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述各时间点各局部区域的综合荷载的计算公式为
Figure FDA0002960320230000061
a、b分别表示为总承重载荷、有效风力载荷对应的桥梁荷载权重系数，且a+b＝1。
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的桥梁动态载荷安全在线实时监测分析预警管理平台，其特征在于：所述桥梁的整体综合载荷动态危险系数的计算公式为
Figure FDA0002960320230000062
Figure FDA0002960320230000063
表示为桥梁的整体综合载荷动态危险系数，ΔD0表示为桥梁相邻局部区域的安全综合载荷对比差值。
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