土木工程建筑监测系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910974123.8 (22)申请日 2019.10.14 (71)申请人 陕西理工大学 地址 723000 陕西省汉中市汉台区东一环 路1号 (72)发明人 李军 (74)专利代理机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 代理人 耿路 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 土木工程建筑监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种土木工程建筑监测系统， 涉及工程建筑监测技术领域， 包括数据采集系统 用于获取建筑结构。

2、的损伤信息和损伤坐标信息； 数据建模系统用于生成建筑结构的健康指数报 表并构建建筑结构评估模型； 损伤识别系统用于 对建筑结构划分并进行损伤识别和损伤定位； 审 计评估系统用于评估建筑结构的损伤程度、 损伤 程度的未来变化趋势和未来使用期限， 以及用于 修正评估模型和推荐修复建议。 本发明能够实时 监测建筑结构的健康状态信息， 及时对建筑结构 损伤程度进等级划分和损伤位置追溯， 推测损伤 未来的发展趋势和建筑结构的未来使用期限， 以 及对可修复的损伤部位进模拟修复， 并向监控人 员推荐修复建议， 方便监控人员及时作出损伤应 对措施。 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 CN 11067215。

3、4 A 2020.01.10 CN 110672154 A 1.一种土木工程建筑监测系统， 包括: 数据采集系统， 用于获取建筑结构的累积损伤信息、 外来损伤信息以及损伤位置的坐 标信息； 数据建模系统， 用于根据所述累积损伤信息和外来损伤信息生成建筑结构的健康指数 报表， 并依据所述健康指数报表构建建筑结构的评估模型； 损伤识别系统， 用于对建筑结构划分， 并对划分后的建筑结构进行损伤识别和损伤位 置定位； 审计评估系统， 用于评估建筑结构的损伤程度； 用于评估建筑结构损伤程度的未来变 化趋势和建筑结构的未来使用期限； 以及用于对评估模型的损伤进行修复和推荐修复建 议。 2.如权利要求1所述。

4、的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于， 所述数据采集系统包 括： 结构健康检测单元， 用于检测建筑结构的累积损伤信息， 所述累积损伤信息包括位移 数据、 应力数据、 材料老化数据、 载荷效应数据； 环境采集单元， 用于采集建筑结构的外来损伤信息， 所述外来损伤信息包括建筑结构 热成像数据、 气象数据以及环境侵蚀数据。 3.如权利要求1所述的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于， 所述数据建模系统包 括： 信息管理单元， 用于生成建筑结构的健康指数报表； 模型构建单元， 用于构建建筑结构的评估模型， 以及对所述评估模型进行渲染。 4.如权利要求1所述的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于。

5、， 所述损伤识别系统包 括： 结构划分单元， 用于将建筑结构划分为多个单元目标； 损伤判定单元， 用于根据所述健康指数报表对每个单元目标进行损伤推测、 损伤类型 判断。 5.如权利要求4所述的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于， 所述损伤识别系统包 括： 多个坐标定位模块， 每个所述定位模块用于采集每个所述单元目标损伤部位的坐标信 息； 坐标汇总单元， 用于接收和汇总每个所述所述定位模块采集的坐标信息， 并进行建筑 结构损伤位置的追溯。 6.如权利要求4所述的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于， 所述审计评估系统包 括： 损伤评定单元， 用于根据每个所述单元目标的损伤类型量化其的损伤程。

6、度， 并进行损 伤程度等级划分； 损伤预测单元， 用于系统化评估每个所述单元目标损伤程度的未来变化趋势、 每个所 述单元目标和建筑结构整体的使用期限； 模型修正单元， 用于结合每个所述单元目标的损伤类型和损伤程度进行评估模型的损 伤部位的修复， 并推荐可行性的建筑结构修复建议。 权利要求书 1/2 页 2 CN 110672154 A 2 7.如权利要求4所述的一种土木工程建筑监测系统， 其特征在于， 该系统包括安全预警 单元， 用于建筑结构损伤程度等级、 损伤程度未来变化趋势以及每个单元目标和建筑结构 整体的使用期限预警提示。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110672154 A 3 土。

7、木工程建筑监测系统 技术领域 0001 本发明涉及工程建筑监测技术领域， 特别涉及一种土木工程建筑监测系统。 背景技术 0002 随着土木工程行业的不断发展， 我国城镇建筑物不断增加， 与此同时也会有建筑 物倒塌的等事故发生。 其中， 由于建筑物层数的不断增加， 同时建筑物的荷载也在不断增 加， 在地基和地基上部结构的共同作用的压迫下， 导致大地水下沉， 建筑物也会随着地面的 不均匀地沉降， 致使建筑物的结构发生损伤； 同时由于建筑物长时间受到环境因素的影响， 也会使得建筑结构不同程度受到侵蚀， 影响正常使用， 容易威胁人们的生命和财产安全。 0003 目前到建筑物的健康状态主要通过人工进行不。

8、定期检测， 在整个检测过程中不仅 工作量繁琐复杂， 费时费力， 存在一定的危险性， 同时人工的检测精度难以保证， 不利于准 确的进行建筑物系统评估。 发明内容 0004 为克服上述现有技术中存在的问题， 本发明提供了一种土木工程建筑监测系统， 实时检测建筑结构的各项数据信息， 以便监控人员随时了解建筑结构的健康状态， 并及时 作出应对措施。 0005 本发明的技术方案是： 0006 一种土木工程建筑监测系统， 包括： 0007 数据采集系统， 用于获取建筑结构的累积损伤信息、 外来损伤信息以及损伤位置 的坐标信息； 0008 数据建模系统， 用于根据所述累积损伤信息和外来损伤信息生成建筑结构的。

9、健康 指数报表， 并依据所述健康指数报表构建建筑结构的评估模型； 0009 损伤识别系统， 用于对建筑结构划分， 并对划分后的建筑结构进行损伤识别和损 伤位置定位； 0010 审计评估系统， 用于评估建筑结构的损伤程度； 用于评估建筑结构损伤程度的未 来变化趋势和建筑结构的未来使用期限； 以及用于对评估模型的损伤进行修复和推荐修复 建议。 0011 优选的， 所述数据采集系统包括： 0012 结构健康检测单元， 用于检测建筑结构的累积损伤信息， 所述累积损伤信息包括 位移数据、 应力数据、 材料老化数据、 载荷效应数据； 0013 环境采集单元， 用于采集建筑结构的外来损伤信息， 所述外来损伤。

10、信息包括建筑 结构热成像数据、 气象数据以及环境侵蚀数据。 0014 优选的， 所述数据建模系统包括： 0015 信息管理单元， 用于生成建筑结构的健康指数报表； 0016 模型构建单元， 用于构建建筑结构的评估模型， 以及对所述评估模型进行渲染。 说明书 1/3 页 4 CN 110672154 A 4 0017 优选的， 所述损伤识别系统包括： 0018 结构划分单元， 用于将建筑结构划分为多个单元目标； 0019 损伤判定单元， 用于根据所述健康指数报表对每个单元目标进行损伤推测、 损伤 类型判断。 0020 优选的， 所述损伤识别系统包括： 0021 多个坐标定位模块， 每个所述定位模。

11、块用于采集每个所述单元目标损伤部位的坐 标信息； 0022 坐标汇总单元， 用于接收和汇总每个所述所述定位模块采集的坐标信息， 并进行 建筑结构损伤位置的追溯。 0023 优选的， 所述审计评估系统包括： 0024 损伤评定单元， 用于根据每个所述单元目标的损伤类型量化其的损伤程度， 并进 行损伤程度等级划分； 0025 损伤预测单元， 用于系统化评估每个所述单元目标损伤程度的未来变化趋势、 每 个所述单元目标和建筑结构整体的使用期限； 0026 模型修正单元， 用于结合每个所述单元目标的损伤类型和损伤程度进行评估模型 的损伤部位的修复， 并推荐可行性的建筑结构修复建议。 0027 优选的， 。

12、该系统包括安全预警单元， 用于建筑结构损伤程度等级、 损伤程度未来变 化趋势以及每个单元目标和建筑结构整体的使用期限预警提示。 0028 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明能够实时监测建筑结构的健康状 态信息， 并构建出建筑结构的评估模型； 当建筑结构出现损伤时， 能够及时对建筑结构损伤 程度进等级划分和损伤位置追溯， 推测损伤未来的发展趋势和建筑结构的未来使用期限， 以及对可修复的损伤部位进模拟修复， 并向监控人员推荐修复建议， 方便监控人员及时作 出损伤应对措施。 附图说明 0029 图1为本发明的系统结构图。 具体实施方式 0030 下面结合本发明中的附图， 对本发明实施例的。

13、技术方案进行清楚、 完整的描述， 显 然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部实施例。 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的前提下所获得的所有其他实施例， 都应 属于本发明保护的范围。 0031 实施例 0032 如图1所示， 本发明提供的一种土木工程建筑监测系统， 包括： 0033 数据采集系统， 用于获取建筑结构的累积损伤信息、 外来损伤信息以及损伤位置 的坐标信息； 0034 数据建模系统， 用于根据所述累积损伤信息和外来损伤信息生成建筑结构的健康 指数报表， 并依据所述健康指数报表构建建筑结构的评估模型； 0035 损伤识别系统， 用于对建。

14、筑结构划分， 并对划分后的建筑结构进行损伤识别和损 说明书 2/3 页 5 CN 110672154 A 5 伤位置定位； 0036 审计评估系统， 用于评估建筑结构的损伤程度； 用于评估建筑结构损伤程度的未 来变化趋势和建筑结构的未来使用期限； 以及用于对评估模型的损伤进行修复和推荐修复 建议。 0037 在本实施例中， 具体的: 0038 数据采集系统包括结构健康检测单元和环境采集单元； 结构健康检测单元用于检 测建筑结构的累积损伤信息， 累积损伤信息包括位移数据、 应力数据、 材料老化数据、 载荷 效应数据； 其中， 健康检测单元由检测建筑结构移位的位移传感器、 建筑结构所受应力的应 力。

15、传感器、 建筑材料老化的仪表、 检测建筑结构所受内力的轴力、 剪力、 弯矩传感器等组件 组成。 0039 环境采集单元用于采集建筑结构的外来损伤信息， 外来损伤信息包括建筑结构热 成像数据、 气象数据以及环境侵蚀数据； 其中， 建筑结构热成像数据由全方位热成像摄像头 采集； 气象数据由气象传感器组采集， 具体有空气质量传感器、 空气温湿度传感器、 风力风 速传感器和空气压强传感器； 环境侵蚀数据由建筑侵蚀检测仪表采集。 0040 数据建模系统包括信息管理单元和和模型构建单元； 0041 信息管理单元根据累积损伤信息和外来损伤信息生成建筑结构的健康指数报表， 模型构建单元依据健康指数报表数据构建。

16、生成建筑结构的评估模型， 并对评估模型进行渲 染， 使得评估模型更加逼真； 需要说明的是该评估模型为实际建筑结构的模型， 模型的损伤 部位对应实际建筑结构的损伤部位。 0042 损伤识别系统包括结构划分单元、 损伤判定单元、 多个坐标定位模块和坐标汇总 单元； 0043 结构划分单元将建筑结构划分为多个单元目标； 损伤判定单元根据健康指数报表 数据对每个单元目标进行损伤推测， 确定损伤属于哪种损伤类型。 0044 每个单元目标上布设有坐标定位模， 每个定位模块用于采集每个单元目标损伤部 位的坐标信息， 并将每个单元目标损伤部位的坐标信息传输至坐标汇总单元， 坐标汇总单 元对每个定位模块采集的坐。

17、标信息进行汇总， 能实现建筑结构具体损伤位置的追溯， 方便 监控人员查询。 0045 审计评估系统包括损伤评定单元、 损伤预测单元和模型修正单元； 0046 损伤评定单元根据每个单元目标的损伤类型量化其的损伤程度， 并将损伤程度划 分多个等级， 等级越高建筑结构的损伤程度越大； 损伤预测单元系统化对每个单元目标损 伤程度未来的变化趋势进行推测， 得到每个单元目标损伤程度的相关趋势发展图和数据对 照表等； 同时对每个单元目标和建筑结构整体的使用寿命进行测算， 得出未来的使用期限， 方便监控人员参考； 模型修正单元结合每个单元目标的损伤类型和损伤程度数据， 会对构 建的评估模型可修复的损伤部位进修复， 并向监控人员推荐可行性的建筑结构修复建议。 0047 进一步的， 该系统包括安全预警单元， 安全预警单元用于建筑结构损伤程度等级、 损伤程度未来变化趋势以及每个单元目标和建筑结构整体的使用期限预警提示， 一旦建筑 结构出现损伤， 能够及时向监控人员进行同时， 方便监控人员及时作出损伤应对措施。 0048 以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例， 但是， 本发明实施例并非局限于此， 任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 6 CN 110672154 A 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 110672154 A 7 。