(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 202211116579.9 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 交铁检验认证实验室 （成 都） 有限公 司 地址 610031 四川省成 都市金牛区环交大 智慧城二环路北一段111号西南交通 大学创新大厦23楼 2302号 (72)发明人 阳建明　颜霜　 (74)专利代理 机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 1 1340 专利代理师 王大刚 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 29/04(2006.01)G01N 29/44(2006.01) (54)发明名称 一种基于大数据的桥梁安全监测预警方法 及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于大数据的桥梁安全 监测预警方法及系统， 应用于桥梁安全监测技术 领域， 该方法包括： 通过接收桥梁监测指令， 进行 桥梁主承力区域集合圈定。 遍历桥梁主承力区域 集合， 匹配一级承力阈值集合和二级承力阈值集 合。 通过图像采集装置获取外观缺陷集合。 通过 超声探伤装置获取内部缺陷集合。 根据外观缺陷 集合和内部缺陷集合进行承力分析， 生成承力极 限值集合。 遍历承力极限值集合和一级承力阈值 集合、 二级承力阈值集合进行比对， 生成承力异 常区域集合。 根据承力异常区域集合发送至管理 终端的显示界面， 生成安全预警信号。 解决了现 有技术中桥梁安全监测预警方法存在一定的滞 后性， 导致无法对桥梁实际状态进行准确评估的 技术问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115479949 A 2022.12.16 CN 115479949 A 1.一种基于大数据的桥梁安全监测预警方法， 其特征在于， 所述方法应用一基于大数 据的桥梁安全监测预警系统， 所述方法包括： 当接收到桥梁监测指令时， 将待监测铁道桥梁设计图发送至管理终端的显示界面， 通 过工作人员圈定桥梁主承力区域 集合； 遍历所述桥梁主承力区域集合， 匹配一级承力阈值集合和二级承力阈值集合， 其中， 所 述一级承力阈值集合和所述二级承力阈值集合一一对应， 且任意一组的所述一级承力阈值 小于所述 二级承力阈值； 通过图像采集装置遍历所述桥梁主承力区域集合进行外观缺陷采集， 生成外观缺陷集 合； 通过超声探伤装置遍历所述桥梁主承力区域集合进行内部缺陷采集， 生成内部缺陷集 合； 根据所述外观缺陷集合和所述内部缺陷集合遍历所述桥梁主承力区域集合进行承力 分析， 生成承力极限值 集合； 遍历所述承力极限值集合和所述一级承力阈值集合、 所述二级承力阈值集合进行比 对， 生成承力异常区域 集合； 根据所述承力异常区域 集合发送至所述管理终端的显示界面， 生成安全预警信号。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述遍历所述桥梁主承力区域集合， 匹配一 级承力阈值 集合和二级承力阈值 集合， 包括： 将圈定所述桥梁主承力区域集合的所述待监测铁道桥梁设计图发送至承力阈值标定 表的第一子表， 生成无轨车承力阈值标定结果； 将圈定所述桥梁主承力区域集合的所述待监测铁道桥梁设计图发送至所述承力阈值 标定表的第二子表， 生成有轨车承力阈值标定结果； 将所述无轨车承力阈值标定结果添加进所述 一级承力阈值 集合； 将所述有轨车承力阈值标定结果添加进所述 二级承力阈值 集合。 3.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 判断所述承力阈值标定表是否满足预设更新周期； 若满足， 通过第 一设计方， 第二设计方直到第N设计方， 上传第 一数据集与第二数据集， 其中， 所述第一数据集包括多组铁道桥梁设计图和无轨车承力阈值记录数据， 所述第二数 据集包括多组铁道桥梁设计图和有轨车承力阈值记录数据； 根据所述第一数据集更新所述承力阈值标定表的所述第一子表； 根据所述第二数据集更新所述承力阈值标定表的所述第二子表。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述外观缺陷集合和所述内部缺陷 集合遍历所述 桥梁主承力区域 集合进行承力分析， 生成承力极限值 集合， 包括： 遍历所述外观缺陷集合进行特征提取， 生成外观缺陷长度特征、 外观缺陷宽度特征、 外 观缺陷深度特 征和外观缺陷坐标 特征； 遍历所述内部缺陷集 合进行特征提取， 生成内部缺陷体积特 征和内部缺陷坐标 特征； 构建承力分析模型， 其中， 所述承力分析模型包括第一承力分析模块和第二承力分析 模块； 将所述外观缺陷长度特征、 所述外观缺陷宽度特征、 所述外观缺陷深度特征和所述外权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115479949 A 2观缺陷坐标 特征， 输入所述第一承力分析模块， 获取第一承力极限值； 将所述第一承力极限值、 所述内部缺陷体积特征和所述内部缺陷坐标特征输入所述第 二承力分析模块， 获取第二承力极限值； 将所述第二承力极限值添加进所述承力极限值 集合。 5.如权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述构建承力分析模型， 包括： 通过所述第 一设计方， 所述第 二设计方直到所述第 N设计方， 上传第 三数据集和第四数 据集； 从所述第三数据集中提取外观缺陷特 征记录数据集和第一承力极限标定值 集合； 从所述第四数据集中提取内部缺陷特 征记录数据集和第二承力极限标定值 集合； 根据所述外观缺陷特征记录数据集和所述第 一承力极限标定值集合， 基于回归决策森 林， 构建所述第一承力分析模块； 根据所述内部缺陷特征记录数据集、 所述第 一承力极限标定值集合与 所述第二承力极 限标定值 集合， 基于回归决策森林， 构建所述第二承力分析模块； 将所述第一承力分析模块和所述第二承力分析模块 合并， 生成所述承力分析模型。 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述外观缺陷特征记录数据集和所 述第一承力极限标定值 集合， 基于回归决策森林， 构建所述第一承力分析模块， 包括： 将所述外观缺陷特征记录数据集和所述第一承力极限标定值集合划分为k等份， 有放 回的取出k次， 生成第一训练数据集； 重复M次， 生成第二训练数据集、 第三训练数据集 直到第M训练数据集； 将所述第一训练数据集的所述外观缺陷特征记录数据集作为输入数据， 将所述第 一训 练数据集的所述第一承力极限标定值 集合作为输出 标识信息， 构建第一决策树； 将所述第M训练数据集的所述外观缺陷特征记录数据集作为输入数据， 将所述第M训练 数据集的所述第一承力极限标定值 集合作为输出 标识信息， 构建第M决策树； 将所述第一决策树直到所述第M决策树合并， 生成所述第一承力分析模块， 其中， 所述 第一承力分析模块的输出为所述第一决策树 直到所述第M决策树的输出均值。 7.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述遍历所述承力极限值集合和所述一级承 力阈值集合、 所述二级承力阈值 集合进行比对， 生成承力异常区域 集合， 包括： 遍历所述承力极限值集合和所述一级承力阈值集合进行比对， 将所述承力极限值小于 或等于所述 一级承力阈值的所述 桥梁主承力区域， 添加进一级承力异常区域 集合； 将所述承力极限值大于所述一级承力阈值的所述承力极限值集合和所述二级承力阈 值集合进行比对， 将所述承力极限值小于或等于所述一级承力阈值的所述桥梁主承力区 域， 添加进二级承力异常区域 集合； 将所述一级承力异常区域集合与 所述二级承力异常区域集合， 添加进所述承力异常区 域集合。 8.一种基于大 数据的桥梁安全监测预警系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 承力区域集合获取模块， 用于当接收到桥梁监测指令时， 将待监测铁道桥梁设计图发 送至管理终端的显示界面， 通过工作人员圈定桥梁主承力区域 集合； 承力阈值集合匹配模块， 用于遍历所述桥梁主承力区域集合， 匹配一级承力 阈值集合 和二级承力阈值集合， 其中， 所述一级承力阈值集合和所述二级承力阈值集合一一对应， 且权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115479949 A 3