專利名稱：大橋遠程數據采集分析系統及其采集分析方法
技術領域：
本發明屬于智能控制領域，涉及一種實時遠程數據采集分析的方法，尤其涉及一種大橋 實時遠程數據采集分析系統；同時還涉及一種上述遠程數據采集分析系統的采集分析方法。
背景技術：
分布式遠程數據采集分析系統由集中操作管理單元、分布的測控單元和通信網絡構成。 它是在網絡技術、大規模集成電路和嵌入式技術的基礎上發展起來的，其主要特點有可將 復雜的系統分解為相對簡單的獨立模塊，系統層次清晰。整個系統進行了優化分解，監測任 務合理分配，有效的提高了系統的運行速度，數據釆集由分布在監測現場附近的高精度傳感 元件配合智能節點來承擔，有效的提高了監測精度。橋梁在運營期間會受到氣候、氧化、腐蝕或老化等因素，及長期在恒載和活載的作用下 遭受損害，其強度和剛度會隨時間的增加而降低，這不僅影響了安全行車，更會使該橋的使 用壽命縮短。因此需要在現有技術水平的基礎上，集橋梁結構分析、計算機通信及網絡、現 代傳感器檢測、監測技術、橋梁的養護管理為一體的系統，為養護管理提供科學依據。發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種可以用來對大橋進行遠程實時數據采集分析系統。另外，本發明還提供一種上述采集分析系統的采集分析方法。 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案 一種大橋遠程數據采集分析系統，該系統包括數據采集模塊，用以采集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、大橋結構 振動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補償信號，及GPS時 間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、 索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據采集模塊把采集到的數據信息發送至一 數據監視模塊及一數據存儲模塊；數據監測模塊，用以監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則發出報警 信號；數據存儲模塊，用以按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導入數據庫 進行管理；控制模塊，與所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊連接，用以控制所述數 據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。作為本發明的一種優選方案，所述控制模塊包括數據査詢單元，用以査詢所述數據采集模塊的信息及參數。作為本發明的一種優選方案，所述査詢的信息及參數包括數據采集模塊的硬件信息、軟 件信息、名稱、IP地址、位置信息、描述、當前狀態信息；所述硬件信息包括主機型號、硬 件配置；所述軟件信息包括當前運行的軟件名稱、版本。作為本發明的一種優選方案，所述數據存儲模塊包括間斷存儲單元、觸發存儲、人工連 續存儲單元；所述間斷存儲單元指定通道每隔一段時間存儲一段連續的數據，提供存儲間斷時間、每 段連續存儲時間和通道名列表的査詢和設置；所述觸發存儲將觸發通道與其它被觸發通道進行觸發關聯，當觸發通道的信號數據按照 指定方法分析的結果落入設定的閾值范圍內時，觸發關聯的被觸發通道一段時間內的數據連 續存儲；同時提供觸發任務名稱、觸發優先級、觸發連續存儲時間、觸發通道名列表、信號 數據分析方法、觸發閾值范圍；被觸發任務名稱、被觸發通道列表名的査詢和設置；所述被 觸發任務名稱與觸發任務名稱保持全站的一致性；所述人工連續存儲單元指定通道存儲指定時間的一段連續數據，提供連續存儲時間和通 道名列表的設置。作為本發明的一種優選方案，所述數據采集模塊包括地震信號采集單元、大橋結構振動 信號采集單元、主梁順橋向位移信號采集模塊；所述地震信號采集單元為三向加速度信號傳 感器，所述大橋結構振動信號采集單元為單向加速度信號傳感器，所述主梁順橋向位移信號 采集模塊為拉繩式位移計。利用上述大橋遠程數據采集分析系統的采集分析方法，該采集分析方法包括如下步驟 步驟A、數據采集模塊采集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、大橋結構 振動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補償信號，及GPS時 間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、 索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據采集模塊把采集到的數據信息發送至數 據監視模塊及數據存儲模塊；步驟B、數據監測模塊監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則發出報警 信號；步驟C、數據存儲模塊按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導入數據庫 進行管理；步驟D、控制模塊控制所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。 作為本發明的一種優選方案，所述步驟A中，所述數據采集模塊將連續采集的數據以數 據包為單位通過TCP端口發送給數據監測模塊；其中， 一個數據包包含一個采集通道一段時 間連續采集的信號數據和對應的信號信息；同時，所述數據采集模塊將指定的數據包以文本 文件的形式存入本地。作為本發明的一種優選方案，在所述數據采集模塊中設置FTP服務器，數據存儲模塊定 期通過FTP協議從采集終端下載數據文件，并將數據文件信息導入數據庫進行管理。作為本發明的一種優選方案，所述方法包括數據采集模塊將內部各模塊、引擎和接口的 狀態轉換、錯誤信息通過廣播的方式發送到控制和監測終端，并將錯誤信息整理成錯誤日志 存入本地。本發明的有益效果在于本發明提供了一種可以遠程實時對大橋進行數據采集分析的系 統，可以接入大橋采集分析系統中。該系統主要用于提高對大橋橋梁工程結構的運營養護管 理水平和效率，有助于保障結構及行車的安全。大橋遠程數據采集分析系統是一種基于內在的環境振動響應監測和數據分析、損傷識別 技術和外部的橋梁調査監測相結合的先進的計算機監測和管理系統，它突破了傳統的僅靠目 測和外觀檢測的結構養護管理模式，能有效地提高大型橋梁工程結構的運營養護管理水平和 效率，有助于保障結構及行車的安全。其最大的亮點是采用系統集成技術，將現代的計算機、 傳感、信號處理技術、軟件開發、橋梁結構分析與結構檢測技術等相融合，應用SQL server 數據庫等軟件研究開發功能全面、強大、操作簡便的遠程數據采集分析系統軟件，為橋梁的 監測管理提供科學的手段和方法。


圖1為本發明大橋實時遠程數據采集分析系統的組成示意圖。 圖2為本發明數據釆集模塊的組成示意圖。 圖3為本發明通過動態調用運行的模塊結構。程序結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。 實施例一請參閱圖l、圖2，本發明揭示了一種大橋遠程數據采集分析系統，該系統包括數據采集 模塊(亦稱采集終端)、數據監測模塊(亦稱監測終端)、數據存儲模塊(亦稱存儲終端)、控 制模塊(亦稱控制終端)。大橋監控系統的數據采集終端分布在大橋箱梁和塔內。其主要任務 是按照控制終端的要求，在各類傳感器的配合下采集大橋的環境數據、靜/動態響應等信號， 進而將這些信號數據一方面實時傳送到監視終端；另一方面以數據文件的形式存儲在本地， 以供數據存儲終端下載并利用數據庫來統一管理信號數據。數據監測模塊用來監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則發出報警信 號；數據存儲模塊按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導入數據庫進行管 理；控制模塊與所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊連接，用來控制所述數據 采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。數據采集模塊用以采集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、大橋結構振 動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補償信號，及GPS時間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據采集模塊把采集到的數據信息發送至一 數據監視模塊及一數據存儲模塊。以下具體介紹每個信號的采集方法。——雨量信號用Young Model 52202雨量計采集，信號輸出為一開關量，接入上拉電阻后表現為一 TTL 數字脈沖信號，其一個pulse對應0.1mm的降雨量。根據世界上最大的單位時間雨量來計算， 此脈沖信號的頻率小于10Hz;此脈沖信號的脈寬遠大于lus。用隔離計數卡PXI-6624來對該 信號進行計數，累積一段時間(一秒鐘)以內的計數差值然后讀取。當此段時間內計數差值 為0時，認為雨量為0，數據無效，不予存儲。——橋面風速風向信號用Young Model 81000超聲風速儀采集，超聲風速儀有RS-485串口信號輸出。串口信號經過光纖收發器送至RS-485串口卡PXI-8423采集，采樣頻率設為10Hz。多個超聲風速儀可 以共享一個串口Port，擁有不同的地址予以區分。 ——塔頂風速風向信號用Young Model 05103L螺旋槳風速儀采集，需考慮防雷問題。風速儀信號輸出為電流信 號，擬采用調理器先將風速儀信號調理成RS-485信號，再經光纖收發器送至RS-485串口卡 PXI-8423采集，采樣頻率設為10Hz。風速儀的風速信號和風向信號經過不同的調理器分別調 理成RS-485信號，不同的調理器可以共享一個串口Port，擁有不同的地址予以區分。——大橋結構振動信號結構振動信號為一加速度信號，用Kistler 8310A10單向加速度信號傳感器采集，信號輸 出為+A2V范圍內的電壓信號。不同的采集終端在PXI-6652、 PXI-6624和GPS接收機的協助 下，利用PXI-4472的采集通道對大橋各點的結構振動信號進行多機箱GPS同步采集，采樣頻 率設為100Hz。加速度傳感器有獨立的激勵電路，不需要PXI-4472的采集通道對其進行激勵。——GPS時間時鐘信號GPS時間時鐘信號用來確保多機箱PXI-4472對大橋各點的結構振動信號的同步采集，它 們由GPS接收機產生，其中我們關心的信號具體包括GPS絕對時間、10MHz時鐘信號和 PPS秒脈沖信號。利用控制器PXI-8196 RT的RS-232串口獲取GPS絕對時間；利用PXI-6652 獲取標準的同頻同相的10MHz時鐘信號，進而產生同頻同相的過采樣時鐘信號給PXI-4472; 利用PXI-6624獲取標準的PPS秒脈沖信號并對其進行計數，產生同步脈沖信號和采集開始觸 發信號給PXI-4472。——地震信號地震信號為一個三向的加速度信號，用Kistler 8310A10三向加速度信號傳感器采集，信 號輸出為三個方向的+Z-2V范圍內的電壓信號。利用PXI-4472的三個通道來分別對其各個方 向信號進行同步采集，采樣頻率設為200Hz。由于地震信號在一定的閾值以下時對橋梁健康 監測而言意義不大，所以只當地震信號的某向幅值超過設定的閾值時，才將此三路加速度信 號數據存儲到本地文件。加速度傳感器有獨立的激勵電路，不需要PXI-4472的采集通道對其 進行激勵。——應力信號用應變片橋路采集并經過調理器調理成RS-485串口信號輸出。用RS-485串口卡PXI-8423 采集，采樣頻率設為10Hz。不同通道的調理器可以共享一個串口 Port,但擁有不同的地址予 以區分。由于串口通信速率的限制，為保證每路通道的采樣率不受影響，對每個串口port上連接的調理器數目有所限制，最多不超過12個。 ——索塔變位信號索塔變位信號為一傾斜角度信號，用EL TILTMETERSC 56802020傾斜儀采集，信號輸 出為-2.5 2.5V的電壓信號，用于數據修正的溫度信號輸出也是同樣范圍的電壓信號。用 SCXI-1125先對信號進行隔離和調理，然后送至PXI-6280進行采集，采樣頻率設為1Hz。——主梁順橋向位移信號主梁順橋向位移信號用拉繩式位移計采集，信號輸出為4~20mA電流。用SCXI-1125先 對信號進行隔離和調理，然后送至PXI-6280進行采集，釆樣頻率設為50Hz。 ——鋼箱梁豎向撓度和轉角信號用Rose Mount 3051S壓力變送器采集，信號輸出為4~20mA電流。用SCXI-1125先對信 號進行隔離和調理，然后送至PXI-6280進行采集，采樣頻率設為lHz。 ——索力信號用索力計采集，信號輸出為4~20mA電流。用SCXI-1125先對信號進行隔離和調理，然 后送至PXI-6280進行采集，釆樣頻率設為lHz。 —一支座反力信號用支座反力計采集，信號輸出為4 20mA電流。用SCXI-1125先對信號進行隔離和調理， 然后送至PXI-6280進行采集，采樣頻率設為lHz。 ——大氣溫濕度信號用Young Model 41382L溫濕度儀采集，信號輸出為4~20mA電流。用SCXI-1125先對信 號進行隔離和調理，然后送至PXI-6280進行采集，采樣頻率設為lHz。 ~~^結構、橋面溫度信號用數字式溫度傳感器采集并經過調理器調理成RS-485串口信號輸出。用RS-485串口卡 PXI-8423采集，采樣頻率設為lHz。不同通道的調理器可以共享一個串口 Port,但擁有不同 的地址予以區分。這里對溫度信號的采樣頻率很低，不用考慮由于串口通信的速率限制影響 各通道的采樣頻率，但由于串口負載的限制，每個串口 port上連接的調理器數目有所限制， 最多不超過32個。——溫度補償信號為減少溫度對某些傳感器的影響，提高其測量精度，擬對一部分傳感器進行溫度補償， 在對應傳感器附近加裝溫度傳感器采集環境溫度用來修正傳感器的信號輸出。需要進行溫度 補償的傳感器有傾斜儀(內接一個數字式溫度傳感器，輸出為模擬電壓信號送至SCXI-1125釆集)、壓力變送器、索力計、支座反力計(在附近加裝一個帶數字式溫度傳感器的RS-485 信號調理器，輸出為RS-485串口信號送至PXI-8423采集)，采樣頻率設為1Hz。由于傳感器信號的采集與對應的溫度信號的采集通道不同，所以數據修正工作不應放在 采集終端完成。采集終端只負責將傳感器信號和對應的溫度信號數據發送到監測終端或存入 本地文件，數據修正工作由監測終端和存儲終端完成。以下說明數據存儲模塊的功能及組成。所述數據存儲模塊包括間斷存儲單元、觸發存儲、 人工連續存儲單元。——間斷存儲。指定通道每隔一段時間存儲一段連續的數據，如每小時存儲連續10分鐘 的數據。提供存儲間斷時間、每段連續存儲時間和通道名列表的査詢和設置。——觸發存儲。將觸發通道與其它被觸發通道(同一采集終端或不同采集終端)進行觸 發關聯，當觸發通道的信號數據按照指定方法分析的結果落入設定的閾值范圍內時，觸發關 聯的被觸發通道一段時間內的數據連續存儲。提供觸發任務名稱、觸發優先級、觸發連續存 儲時間、觸發通道名列表、信號數據分析方法、觸發閾值范圍；被觸發任務名稱(與觸發任 務名稱保持全站的一致性)、被觸發通道列表名的查詢和設置。——人工連續存儲。指定通道存儲指定時間的一段連續數據。提供連續存儲時間和通道 名列表的設置。以上三種存儲模式中，人工連續存儲優先級最高，觸發存儲次之，間斷存儲最低，可以 對某一通道進行不同存儲模式的耦合設置，在觸發存儲中支持觸發優先級的設定。如果不同 存儲模式下的數據發生重疊，以優先級高的存儲模式或觸發說明作為數據包對應的存儲模式 信息添加到數據包中。對采集通道存儲模式的設置不支持動態更改，即更改存儲模式前必須 停止當前的采集任務，然后根據相應的導入命令更新進入新的數據存儲任務。釆集終端將連續采集的數據以數據包為單位(一個數據包包含一個采集通道一段時間連 續采集的信號數據和對應的一些信號信息)通過TCP端口發送給監視終端；同時將數據存儲 任務指定的數據包以文本文件的形式存入本地。采集終端提供FTP服務器，數據存儲終端定 期通過FTP協議從采集終端下載數據文件，并將數據文件信息導入數據庫進行管理。采集終端軟件工作在實時環境下，在終端硬件的支持下主要完成對信號數據的采集和存 儲。用戶一般不直接與其進行交互，但其提供一系列的標準接口和命令與用戶所在的控制終 端、監測終端和數據存儲終端進行交互。所述控制模塊包括數據査詢單元，用以對采集終端系統信息和參數的査詢以及設置。査 詢內容包括查詢采集終端硬件信息主機型號、硬件配置；査詢采集終端軟件信息當前運 行的軟件名稱、版本；査詢采集終端其他信息終端位置、描述、當前狀態；査詢/更改采集 終端名稱；查詢/更改采集終端IP地址等。采集終端接受控制終端的控制如重啟采集終端；同時接受控制終端對采集終端采集任 務的設置，即對釆集模塊的設置，主要包括1、 采集模塊采樣率；2、 采集模塊一次讀取數據點數； 進而對采集模塊各采集通道有如下設置1、 通道名(信號對應采集通道的ID，是采集信號在整個監測系統中的唯一標識)；2、 采集信號的最大最小值；3、 降采樣模式及因子(按采集通道指定的降采樣處理的模式和比率。采集模塊為各采集 通道指定統一的采樣率，通過降采樣處理，各采集通道能夠得到以希望較低的采樣率采樣的 信號數據)；4、 模擬和數字濾波器設置(濾除信號數據信號中噪聲及干擾頻率成分)；5、 數據單位(采集信號的原始物理單位)；6、 單位換算系數(采集到的電信號數據與原始物理信號之間的折算關系，根據該關系， 將電信號數據轉換為原始物理信號數據)。控制終端對采集模塊的設置不支持動態更改，即更改采集模塊設置前必須停止當前的采 集任務，然后根據相應的導入命令更新進入新的采集任務。采集終端對各路信號進行連續釆集，由于大橋地震信號和結構振動信號是GPS同步采集， 所以對各路信號的釆集都是基于絕對時間的，即用戶在開始數據采集時必須提供有效的任務 開始絕對時間。利用上述大橋遠程數據采集分析系統的采集分析方法，該采集分析方法包括如下步驟 步驟A、數據釆集模塊釆集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、大橋結構 振動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補償信號，及GPS時間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據采集模塊把釆集到的數據信息發送至一 數據監視模塊及一數據存儲模塊；所述數據采集模塊將連續采集的數據以數據包為單位通過TCP端口發送給數據監測模塊；其中， 一個數據包包含一個采集通道一段時間連續采集的信號 數據和對應的信號信息；同時，所述數據采集模塊將指定的數據包以文本文件的形式存入本 地。步驟B、數據監測模塊監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則發出報警 信號。步驟C、數據存儲模塊按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導入數據庫 進行管理。步驟D、控制模塊控制所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。 所述方法包括采集終端將內部各模塊、引擎和接口的狀態轉換、錯誤信息等內容通過廣播的方式發送到控制和監測終端，并將錯誤信息整理成錯誤日志存入本地。進一步地，所述方法還包括各采集終端對大橋的震動信號采取多機箱GPS同步采集，滿足各點震動信號之間嚴格的相位同步要求。實施例二為了采集終端軟件調試與使用的方便和規范，各采集終端使用統一的軟件架構。由于每 一臺終端的硬件配置都有所不同，所采集的物理信號也各不一樣，所以在設計和實現數據采 集終端軟件時，充分考慮以下幾個方面-——統一的軟件架構統一的軟件架構一方面使得上位機能通過一致的接口與采集終端交互命令、狀態與數據， 方便用戶的使用；另一方面可以極大地提高代碼的重用性，使所有終端使用同一套代碼(不 同的終端僅在配置文件信息上有所區別)，方便開發人員維護代碼，降低出錯的概率。——模塊化、可擴展的數據采集功能由于各采集終端的硬件配置多數并不一樣，再考慮到將來增加、改變測點，調整系統的 可能性，數據采集終端的軟件必須是高度模塊化，便于開發人員增加新的測點、硬件。 ——便于維護、配置的操作界面由于各個數據采集終端安放的位置比較遠，必須具有方便的接口使得開發人員、用戶能 夠及時地改變系統設置。這樣，在系統安裝調試的初期，需要經常更改參數設置時，能夠減 少大量的調試時間。整個數據采集終端的軟件由兩大部分組成l)通信部分；2)數據采集部分。通信部分又可 分為數據接口、控制接口和調試接口。數據采集部分則由數據存儲引擎、GPS時間引擎、數據采集引擎和可配置的數據采集模塊組成。在LabVIEW中實現時，這幾個部分都應當是獨立運行的VI，可以通過動態調用來執行， 如圖3所示。這樣可以利用LabVIEW多線程的特性，避免各個模塊之間的相互阻塞干擾。各個模塊之間都通過Queue來傳送命令/回復、數據和狀態信息等。每一模塊內部都不斷 監視Queue傳來的數據并進行相應的處理。由于每一模塊要處理的任務都比較復雜，所以用 圖4所示的狀態機結構來實現程序。上位機對采集終端的可執行文件編譯完成后，需發布到各數據采集終端上，并設置成開 機自啟動。為各采集終端編譯可執行文件時用到的VI包括Main VI:RT Run All Modules.vi Dynamic Vis: Control Interface.vi Data Interface.vi Debug Interface.vi DAQ Engine.vi PXI-8423 DAQ Engine A.vi PXI-8423 DAQ Engine B.vi Trigger Transmitter.vi Trigger Receiver.vi Storage Engine.vi Storage Buffer, vi Delete Directories.vi GPS Time Engine.vi各采集終端的系統信息通過上位機的圖形化的系統配置程序進行査詢和設置，并通過FTP 進行系統配置文件的傳輸。各采集終端的硬件模塊和通道設置信息通過上位機的圖形化的模塊配置程序進行查詢和 設置，并通過FTP進行模塊配置文件的傳輸。各采集終端的數據存儲任務信息通過上位機的圖形化的存儲任務配置程序進行査詢和設 置，并通過FTP進行存儲任務配置文件的傳輸。運行于上位機的配置程序包括 Station Config.vi Modules Config.vi Tasks Config.vi各采集終端設置完成并啟動完畢后，即可通過上位機的接口程序與各采集終端進行連接 和命令、數據以及信息等的交互。通過上位機的接口程序對各采集站發布(同步)采集開始命令時，應注意以下幾點 (同步)采集開始命令的發布必須是在各采集站啟動完畢以后。各采集站啟動完畢的標 志并不是上位機與采集站連接的指示燈變亮，而是采集站將模塊配置文件和存儲任務配置文 件導入完畢(可以通過調試接口的信息判斷， 一般在上位機與采集站連接的指示燈變亮后半 分鐘左右)。確定上位機在發布(同步)采集開始命令時，采集開始的絕對時間無誤，比GPS絕對時 間延遲半分鐘左右。確定各采集站從接收(同步)采集開始命令到真正開始數據采集任務這段時間內，各采集站與其對應的GPS的串口、 PPS和10MHz信號都保持正常連接，并且GPS的這三路信號 都有正常輸出。上位機可通過FTP連接各采集終端，下載各采集終端上保存的數據文件和系統錯誤日志。 本發明提供了一種可以遠程實時對大橋進行數據采集的系統，可以接入大橋監控系統中。主要用于提高對大橋橋梁工程結構的運營養護管理水平和效率，有助于保障結構及行車的安全。以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案。如根據需要，數據采集傳感器等可 以做適當調整，配置軟件系統的模塊還可以通過不同的傳感器信號輸出方式作相應的替換。 不脫離本發明精神和范圍的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1、一種大橋遠程數據采集分析系統，其特征在于，該系統包括數據采集模塊，用以采集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、大橋結構振動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補償信號，及GPS時間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據采集模塊把采集到的數據信息發送至一數據監視模塊及一數據存儲模塊；數據監測模塊，用以監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則發出報警信號；數據存儲模塊，用以按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導入數據庫進行管理；控制模塊，與所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊連接，用以控制所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。
2、 根據權利要求1所述的大橋遠程數據采集分析系統，其特征在于所述控制模塊包括 數據查詢單元，用以查詢所述數據采集模塊的信息及參數。
3、 根據權利要求2所述的大橋遠程數據采集分析系統，其特征在于所述査詢的信息及 參數包括數據采集模塊的硬件信息、軟件信息、名稱、IP地址、位置信息、描述、 當前狀態信息；所述硬件信息包括主機型號、硬件配置；所述軟件信息包括當前運行 的軟件名稱、版本。
4、 根據權利要求1所述的大橋遠程數據采集分析系統，其特征在于所述數據存儲模塊 包括間斷存儲單元、觸發存儲、人工連續存儲單元；所述間斷存儲單元指定通道每隔一段時間存儲一段連續的數據，提供存儲間斷時 間、每段連續存儲時間和通道名列表的查詢和設置；所述觸發存儲將觸發通道與其它被觸發通道進行觸發關聯，當觸發通道的信號數 據按照指定方法分析的結果落入設定的閾值范圍內時，觸發關聯的被觸發通道一段 時間內的數據連續存儲；同時提供觸發任務名稱、觸發優先級、觸發連續存儲時間、 觸發通道名列表、信號數據分析方法、觸發閾值范圍；被觸發任務名稱、被觸發通 道列表名的査詢和設置；所述被觸發任務名稱與觸發任務名稱保持全站的一致性；所述人工連續存儲單元指定通道存儲指定時間的一段連續數據，提供連續存儲時 間和通道名列表的設置。
5、 根據權利要求1所述的大橋遠程數據采集分析系統，其特征在于所述數據采集模塊包括地震信號采集單元、大橋結構振動信號采集單元、主梁順橋向位移信號采集模塊; 所述地震信號采集單元為三向加速度信號傳感器，所述大橋結構振動信號采集單元為 單向加速度信號傳感器，所述主梁順橋向位移信號采集模塊為拉繩式位移計。
6、 利用權利要求1至5任意一項所述大橋遠程數據采集分析系統的采集分析方法，其特 征在于，該采集分析方法包括如下步驟步驟A、數據采集模塊采集雨量信號、橋面風速風向信號、塔頂風速風向信號、 大橋結構振動信號、應力信號、大氣溫濕度信號、鋼結構、橋面溫度信號、溫度補 償信號，及GPS時間時鐘信號、地震信號、索塔變位信號、主梁順橋向位移信號、 鋼箱梁豎向撓度和轉角信號、索力信號、支座反力信號中的一個或多個；所述數據 采集模塊把采集到的數據信息發送至一數據監視模塊及一數據存儲模塊；步驟B、數據監測模塊監測數據異常，若某一數據的值在設定正常范圍之外，則 發出報警信號；步驟C、數據存儲模塊按設定的期限從采集終端下載數據信息，并將數據信息導 入數據庫進行管理；步驟D、控制模塊控制所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。
7、 根據權利要求6所述的采集分析方法，其特征在于所述步驟A中，所述數據采集模 塊將連續采集的數據以數據包為單位通過TCP端口發送給數據監測模塊；其中， 一個 數據包包含一個采集通道一段時間連續采集的信號數據和對應的信號信息；同時，所 述數據采集模塊將指定的數據包以文本文件的形式存入本地。
8、 根據權利要求6所述的采集分析方法，其特征在于在所述數據采集模塊中設置FTP 服務器，數據存儲模塊定期通過FTP協議從采集終端下載數據文件，并將數據文件信 息導入數據庫進行管理。
9、 根據權利要求6所述的采集分析方法，其特征在于所述方法包括數據采集模塊將內 部各模塊、引擎和接口的狀態轉換、錯誤信息通過廣播的方式發送到控制和監測終端， 并將錯誤信息整理成錯誤日志存入本地。
全文摘要
本發明揭示了一種大橋遠程數據采集分析系統，該系統包括數據采集模塊、數據監測模塊、數據存儲模塊、控制模塊，控制模塊與所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊連接，用以控制所述數據采集模塊、數據監視模塊、數據存儲模塊的工作。本發明提供的遠程實時對大橋進行數據采集分析系統，可以接入大橋采集分析系統中。該系統主要用于提高對大橋橋梁工程結構的運營養護管理水平和效率，有助于保障結構及行車的安全。
文檔編號G01D21/02GK101619989SQ200810040219
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者朱峰浩 申請人:中國鐵路通信信號上海工程有限公司