基于群智感知的軌道交通橋梁智能預警系統

胡祖翰 石先明 劉利平 徐余明 鄭勝潔 劉 留

(1.中鐵第四勘察設計院集團有限公司 湖北 武漢 4300631；2.北京交通大學電子信息工程學院 北京 100044)

1 軌道交通橋梁智能預警系統的設計

軌道交通橋梁智能預警系統包括數據感知、數據傳輸、數據預處理和數據融合4部分，預警系統的構成及具體流程如圖1所示。本文提出一種將固定傳感器采集和群智感知傳感器采集相結合的方式，使得傳感器數量大幅增加。數據傳輸包括有線和無線2種方式；數據預處理采用數據清洗的算法，得到滿足質量的數據；數據融合通過多傳感器融合實現預警功能。

圖1 橋梁監測預警系統流程圖

1.1 數據感知

橋梁監測傳感器結合具體橋梁的特點、環境以及運營階段安全評估的要求，對關鍵部位進行重點監測。本文提出將固定傳感器和群智感知傳感器相結合來監測橋梁設備。

本文監測項目主要分為：應力、環境、位移以及傾斜監測。具體傳感器參數如表1所示。其中，應力監測用于監測主梁壓力、振動加速度以及索力壓力，安置在橋的主拱肋、地面及吊桿上；位移監測用于監測橋面縱向滑移以及拱肋偏位，安置在拱腳和拱肋跨中處；傾斜監測用于監測橋梁傾角，安置在拱腳上；環境監測用于監測季節及日照引起的溫度變化，安置在主拱肋和地面，橋梁傳感器布置如圖2所示。

表1 橋梁監測傳感器參數

圖2 橋梁傳感器布置

1.2 數據傳輸

數據傳輸保證監測系統各組成部分間建立穩定的物理連接，確保監測數據和指令在系統內部安全、可靠、高質量地傳輸。……