(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221094780 3.2 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 中大智能科技股份有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区学士街 道学士路755号 申请人 湖南中云科技有限公司 (72)发明人 郭棋武　田代亮　曾广忠　谢晖　 李世君　王谦　 (74)专利代理 机构 湖南正则奇美专利代理事务 所(普通合伙) 4310 5 专利代理师 张继纲 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G06F 16/242(2019.01) G06F 17/10(2006.01)H04Q 9/00(2006.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/12(2022.01) G08B 21/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于传感器的桥梁工程 健康检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于传感器的桥梁工程 健康检测系统， 涉及桥梁检测技术领域， 包括指 令发布模块、 降噪滤波模块和降噪分析模块； 指 令发布模块用于按照预设规则发布信息采集指 令至传感器模块， 能够根据桥梁的检测系数GX自 动调整对应桥梁的信息采集频率； 合理安排监测 资源， 提高监测 效率； 降噪滤波模块用于对传感 器模块采集的数据进行降噪滤波处理， 消除干扰 信号， 并将处理后的数据传输至MCU控制器； MCU 控制器用于将接收到的接触参数信息与对应参 数报警阈值进行对比， 对异常数据进行报警； 降 噪分析模块用于对噪声信号进行监测， 并根据降 噪处理信息对通信干扰系数进行评估； 以提示管 理员在桥梁信号干扰严重时及时处理， 提高桥梁 安全。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115096373 A 2022.09.23 CN 115096373 A 1.一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 包括传感器模块、 指令发布 模块、 数据库、 检修分析模块、 云平台和降噪分析模块； 所述指令发布模块与传感器模块相连接， 用于按照预设规则发布信 息采集指令至传感 器模块， 预设规则具体为： 根据检测系数GX确定对应桥梁的采集频率为Hi； 所述指令发布模块用于根据采集频率 Hi发布信息采集指令 至传感器模块； 响应于预设的信 息采集指令， 所述传感器模块用于采集桥梁的接触参数信 息并将接触 参数信息传输 至降噪滤波模块； 所述降噪滤波模块用于对传感器模块采集的接触参数信 息进行降噪滤波处理， 消除干 扰信号， 并将处理后的接触参数信息传输至MCU控制器； 所述MCU控制器用于将接收到的接 触参数信息与对应参数报警阈值进行对比， 对异常数据进行报警； 以提醒桥梁工程管理人 员对桥梁进行检修维护； 所述降噪分析模块与降噪滤波模块相连接， 用于对噪声信号进行监测， 并根据降噪处 理信息对通信干扰系数TY进 行评估； 若TY≥干扰阈值， 则生 成通信异常信号； 提示管 理员当 前桥梁信号干扰严重， 通信状态不佳， 建议尽快处 理。 2.根据权利要求1所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 所述 指令发布模块的具体工作步骤为： 通过气象平台采集各个桥梁区域内的实时微气象数据， 所述实时微气象数据包括风 速、 风向、 温度、 湿度、 气 压以及雨量预测数据； 根据实时微气象数据对桥梁的气象敏感度QW 进行评估； 采集各个桥梁区域内的实时人文数据， 所述实时人文数据包括单位人流量以及单位车 流量； 利用公式RW=R1 ×g1+R2×g2计算得到人文敏感度RW， 其中g1、 g2为系数因子， R1为单 位人流量， R2为单位车流 量； 根据时间戳， 从云平台中调取对应桥梁离当前时刻最近的检修吸引值JX； 利用公式 计算得到对应桥梁的检测系数GX， 其中a1、 a2、 a3为系 数因子。 3.根据权利要求2所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 根据 检测系数GX确定对应桥梁的采集频率为Hi， 具体为： 数据库内存储有检测系数范围与采集 频率的映射关系表。 4.根据权利要求2所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 所述 检修分析模块用于采集云平台内存储的各个桥梁的检修记录并进 行检修吸引值分析， 具体 分析步骤为： 在预设时间内， 统计对应桥梁的检修次数为L1； 将每次检修的检修时长标记为Ti， 将对 应的检修等级标记为Gi； 利用公式DLi=Ti ×d1+Gi×d2计算得到检修值DLi， 其中d1、 d2均为 系数因子； 统计DLi大于检修 阈值的次数为P1； 当DLi大于检修 阈值时， 获取DLi与检修 阈值的差值 并进行求和得到超检总值CZ； 利用公式Cd=P1 ×d3+CZ×d4计算得到超检系数Cd， 其中d3、 d4 均为比例因子；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096373 A 2将最近一 次检修结束时刻与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长HT； 利用公式 GX=(L1×d5+Cd×d6)×HT计算得到对应桥梁的检修系数GX， 其中d5、 d6为系数因子； 所述检 修分析模块用于将桥梁的检修系数GX打上时间戳并存 储至云平台。 5.根据权利要求4所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 所述 检修记录包括检修开始 时刻、 检修结束时刻以及检修等级， 所述检修等级由桥梁工程人员 根据检修过程中投入的人力物力资源进行评估并上传至云平台。 6.根据权利要求1所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 所述 降噪分析模块的具体分析步骤为： 当监测到噪声信号时， 记录对应的降噪处理信息； 降噪处理信息包括当前噪声等级和 降噪处理时长； 利用公式ZX=Dg ×b1+Tg×b2计算得到降噪值ZX， 其中b1、 b2为权重因子； T g 为降噪处 理时长； Dg为当前噪声等级； 在预设时间内， 统计ZX大于降噪阈值的次数占比为Zb； 当ZX大于降噪阈值时， 获取ZX与 降噪阈值的差值并进 行求和得到噪声超值CS； 将最近一次Z X大于降噪阈值的时刻与系统当 前时间进行时间差计算得到干扰缓值GH； 利用公式 计算得到通信 干扰系数TY， 其中b3、 b4、 b5为系数因子 。 7.根据权利要求6所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 其 中， 当前噪声等级的获取 过程为： 获取对应噪声信号的周期能量值， 并标记为NE1； 其中周期能量值是指对接收到的连续 多个比特位数据的能量进行累加并求平均所 得到的值； 根据周期能量值NE1， 确定噪声信号的当前噪声等级为Dg， 具体为： 数据库中存储有周 期能量值范围与噪声等级对照表。 8.根据权利要求1所述的一种基于传感器的桥梁工程健康检测系统， 其特征在于， 其中 所述传感器模块为设置在桥梁主梁、 桥墩、 桥塔和地基处的传感器组； 所述传感器组包括压 力传感器、 加速度传感器、 位移传感器、 挠度传感器和振动传感器； 所述接触参数信息包括 桥梁的压力、 加速度、 位移、 挠度以及振动信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096373 A 3