橋梁對我們的基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要,它需要定期維護(hù),以確保汽車、卡車、鐵路車輛和經(jīng)常通過它們的行人的安全。

我國現(xiàn)有橋梁約60余萬座,其中有40%的橋梁使用年限在20年以上,其中三、四類橋的數(shù)量在10萬至15萬座之間。近年來,全國各地相繼出現(xiàn)跨橋等事故,可以預(yù)見在未來的10到20年內(nèi),我國必將提前迎來大范圍的橋梁老化現(xiàn)象。特別需要指出的是,目前除了部分特大橋梁(單跨跨徑在100米以上)以外,占90%以上的大、中、小跨徑的橋梁均沒有任何安全監(jiān)測系統(tǒng)。技術(shù)人員正在利用傳感器和其他智能技術(shù)來監(jiān)測和保護(hù)我們的橋梁,如果結(jié)構(gòu)倒塌,則不會對基礎(chǔ)設(shè)施或相關(guān)人員造成無法彌補(bǔ)的損害。
清易電子(天津)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的QY-19 GNSS位移監(jiān)測站被作為橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集前端設(shè)備,該系統(tǒng)由GNSS數(shù)據(jù)采集設(shè)備、供電設(shè)備、傳輸設(shè)備和監(jiān)控云平臺組成,QY-19 GNSS位移監(jiān)測站負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)通過4G/北斗/Lora等無線方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控中心軟件可以顯示并分析前端設(shè)備采集的數(shù)據(jù),可以實(shí)時查看當(dāng)前監(jiān)測情況,當(dāng)出現(xiàn)警情時會發(fā)出預(yù)警信息,提醒相關(guān)指揮人員做好搶險救災(zāi)工作準(zhǔn)備。
該系統(tǒng)可廣泛適用于簡支橋、拱橋(空腹式石拱橋、雙曲拱橋)、斜拉橋、懸索橋、剛構(gòu)橋、立交橋、高架橋等橋梁的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行24小時實(shí)時監(jiān)測和報警——當(dāng)發(fā)生超重車過橋、承重結(jié)構(gòu)應(yīng)變及應(yīng)力超過控制值等事件時,及時發(fā)送預(yù)警信息,保障橋梁運(yùn)行安全。橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、時效性對橋梁安全運(yùn)營效益具有重要作用,對實(shí)現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)代化、信息化建設(shè)具有重要意義。
系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)據(jù)采集部分:QY-19 GNSS位移監(jiān)測站采集橋梁的累積水平位移量、位移方位、累積垂直位移量、水平變化速率和垂直變化速率,主要的功能是實(shí)時采集現(xiàn)場的位置、位移等信息。

網(wǎng)絡(luò)傳輸部分:網(wǎng)絡(luò)傳輸部分主要設(shè)備為無線網(wǎng)路,負(fù)責(zé)連接GNSS采集設(shè)備,將GNSS采集設(shè)備的采集數(shù)值通過4G/北斗無線網(wǎng)絡(luò)或者Lora網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送;

數(shù)據(jù)管理中心:數(shù)據(jù)管理中心又可以分為三個小部分,分別是監(jiān)測云平臺、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫存儲,監(jiān)測云平臺可使用清易監(jiān)測云平臺也可以使用用戶自己開發(fā)的監(jiān)測云平臺,通過大屏、PC端、移動端對圖形化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示與處理,同時將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中,對數(shù)據(jù)進(jìn)行永久化存儲。
1、高精度定位:采用北斗與GPS雙星四頻GNSS模塊,可單北斗或單GPS定位,也可聯(lián)合RTK定位。2、監(jiān)測點(diǎn)管理:實(shí)現(xiàn)對橋梁監(jiān)測點(diǎn)信息與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)信息的展示、查詢與統(tǒng)計(jì)。3、監(jiān)測信息實(shí)時采集:通過對橋梁累積水平位移量、位移方位、累積垂直位移量、水平變化速率和垂直變化速率等實(shí)時在線監(jiān)測,實(shí)時掌握邊坡的結(jié)構(gòu)變化
4、云平臺數(shù)據(jù)查詢:設(shè)備便捷接入平臺,即時查看設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài),輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從采集、傳輸、處理、整編、存儲、分析、展現(xiàn),到數(shù)據(jù)推送的一系列規(guī)范化數(shù)據(jù)服務(wù);快速部署上線,彈性可擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)通用化和定制化業(yè)務(wù)應(yīng)用。
5、監(jiān)測信息管理與分析:能按時間、按類型檢索監(jiān)測站點(diǎn)監(jiān)測值,并生成對應(yīng)的曲線圖、折線圖,可與歷史同期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
6、監(jiān)測點(diǎn)自動預(yù)警:可以自定義不同監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測預(yù)警閥值,在監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測值達(dá)到預(yù)警閥值后會自動向指定人員發(fā)送預(yù)警信息。及時采取人員介入、封鎖橋梁等措施,將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。
7、人機(jī)交互友好。監(jiān)測軟件具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活,擴(kuò)展方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。監(jiān)測軟件全中文操作,軟件安裝、設(shè)置簡單,無需專業(yè)電腦知識。
8、終端查看方便快捷。可以通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息終端,實(shí)時掌握隧道內(nèi)的環(huán)境信息,及時獲取異常報警信息,并可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,遠(yuǎn)程控制相應(yīng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、節(jié)能降耗的目的。
安裝要求1、太陽能板應(yīng)朝向南方,以便于接收太陽光。2、GNSS基準(zhǔn)站基準(zhǔn)站必須安裝在安全、穩(wěn)固、不會受到可能發(fā)生的位移波及的地點(diǎn)。
3、考慮橋面通車及人行道人流量,橋面的5臺GNSS移動站設(shè)計(jì)時高度要合適,高度必須考慮到傾斜度及實(shí)際安裝位置(由于安裝的位置不同,如果不夠高可能被遮擋衛(wèi)星,但是如果太高會自振,而且避雷針有可能對GNSS天線起不到保護(hù)的作用)。
4、當(dāng)5臺GNSS的移動站和GNSS基準(zhǔn)站間的可視距離超過2km時,通訊則需加裝4G來實(shí)現(xiàn)。
5、5臺移動站與基準(zhǔn)站之間的距離,超過30km,則需配另一臺基準(zhǔn)站。
基座的材料要有剛性,以盡量減小風(fēng)、橋梁自振引起的基座振動幅度等。
多領(lǐng)域應(yīng)用
? ? ? ?QY-19 GNSS位移監(jiān)測站除了應(yīng)用在大橋自動監(jiān)測、橋梁健康監(jiān)測、橋梁變形監(jiān)測和橋梁安全監(jiān)測外,還被廣泛應(yīng)用于山體邊坡變形監(jiān)測、水庫大壩變形監(jiān)測、道路變形監(jiān)測、尾礦庫變形監(jiān)測、建筑物形變監(jiān)測等靜態(tài)位移測量與變形監(jiān)測。
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? ? ? ?為了實(shí)時有效監(jiān)測山體邊坡穩(wěn)定狀態(tài),運(yùn)用基于GNSS的動態(tài)監(jiān)測,結(jié)合邊坡巖土特征、坡體變形特征制定監(jiān)測方案,實(shí)現(xiàn)邊坡表面位移實(shí)時、全天候監(jiān)測。該監(jiān)測系統(tǒng)能自動化、實(shí)時、高效地監(jiān)測邊坡狀態(tài),為評估邊坡安全監(jiān)測的穩(wěn)定狀態(tài)和分析變形發(fā)展趨勢及地災(zāi)監(jiān)測提供參考依據(jù)。
? ? ? ?在大壩變形監(jiān)測中,傳統(tǒng)的變形監(jiān)測是采用高精度的監(jiān)測網(wǎng)對大壩變形要素進(jìn)行監(jiān)測,但由于大壩所處地形條件的影響,導(dǎo)致監(jiān)測網(wǎng)的網(wǎng)形差和監(jiān)測點(diǎn)的位置精度不精確,影響測量的準(zhǔn)確性。這種方法的勞動強(qiáng)度很大,觀測時間較長,沒有實(shí)現(xiàn)自動化大壩監(jiān)測。運(yùn)用GNSS變形監(jiān)測技術(shù),使大壩兩岸監(jiān)測和水庫位移監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、變形分析的連續(xù)自動化監(jiān)測。
? ? ? ? 在公路變形監(jiān)測中,基于GNSS的動態(tài)監(jiān)測的地表位移監(jiān)測,在定位上精確度高,且不需要通視,能夠全天不間斷持續(xù)工作,因此在道路變形監(jiān)測上能夠極大節(jié)省勞動力并將監(jiān)測提升到自動化程度。因此對于公路路基監(jiān)測而言,其定位監(jiān)測和變形監(jiān)測利用GNSS變形監(jiān)測技術(shù)在操作上更為簡單便捷,減少了操作人員的勞動強(qiáng)度。加上這種技術(shù)在使用中受天氣影響程度較小,因此能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)監(jiān)測,極大提升了監(jiān)測效率。
? ? ???QY-19?GNSS位移監(jiān)測站在尾礦庫變形監(jiān)測中也是擔(dān)任重要的角色,尾礦庫在的沉降變形和水平位移變形雖然都有一定的規(guī)律,但是精準(zhǔn)的變形數(shù)據(jù)還是需要依靠基于GNSS的動態(tài)監(jiān)測,24小時不中斷的礦山變形監(jiān)測和三維位移監(jiān)測可以高頻率的獲取所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)并自動解算分析數(shù)據(jù),做出預(yù)警動作,防止了露天礦邊坡監(jiān)測和滑坡監(jiān)測時出現(xiàn)無征兆意外的發(fā)生。
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QY-19?GNSS位移監(jiān)測站可以對民房、廠房、高層建筑、基坑變形監(jiān)測及基坑周邊建筑物的地面沉降監(jiān)測,同時對于被監(jiān)測建筑物的傾斜、水平位移、裂縫、振動、風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度等參數(shù)的高頻自動化采集,通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)測平臺,實(shí)時掌握建筑物的健康狀態(tài)。當(dāng)多維位移監(jiān)測數(shù)值達(dá)到閾值時,平臺會自動通過短信、郵件以及微信推送等多種手段預(yù)警,提醒相關(guān)人員對建筑安全及時有效處理,預(yù)防建筑工程安全事故的發(fā)生,緊急時刻提醒現(xiàn)場人員撤離危險區(qū)域,保障人民的生命財產(chǎn)安全。
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