一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁运输车技术领域，更具体的说是涉及一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统。


背景技术：

2.在城市化建设不断推进的作用下，道路交通中的高速铁路建设也取得了十足的进展。为了建设工期考虑，在建设中采用预制箱梁的施工办法是必不可少的，在箱梁制成运输和安装过程中多采用运梁车，运梁车是一种将桥梁从梁场运送到架桥地点并能够向架桥机喂梁的专用工程机械车辆，其设备造价非常昂贵，可用于运载时速为250～350km铁路客运专线的32m、24m、20m的桥梁，所运输的桥梁重量可达900t，运输过程中稍有不慎就会造成巨大的经济损失，鉴于运行工况较为特殊，就必须对设备进行相应的安全监控。
3.同时，随着我国经济建设的快速发展，越来越多的山区高速公路等基础设施建设得以实施，山区高速公路地形地质条件复杂，互通区匝道桥容易出现高墩(墩高大于30m)、小半径(曲线半径小于100m)、大纵坡(4％)的不利组合情况，综合考虑安全、经济和景观等因素，多考虑采用架桥机施工的桥梁技术。为保证在极限条件下运梁和喂梁的需求，在运梁和喂梁过程中需要实时监测并调整桥梁的姿态，保证桥梁的运输过程中的安全性；要求运梁车在桥面及隧道行驶时不偏离线路中心线，在喂梁时运梁车严格按既定的拟合曲线行进。
4.而传统的监测系统主要对运梁车位置的监测，并未对运梁车的运行状态进行监测，无法保证运梁车运行过程的安全性。同时，报警系统也主要是通过运梁车和桥梁边缘的距离判断是否超过预设阈值，并不能对行进路线进行预测，提前预警。
5.因此，设计一种运梁车的姿态监控系统，能够对运梁车全方面监测，精准定位运梁车位置，保障运梁车在桥面及隧道行驶时不偏离线路中心线，并能进行提前预警是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，基于北斗定位实现运梁车的精准定位，保证运梁车不偏离路线中心线，并且本实用新型能够实时监控运梁车在运行过程中的相关参数，及时通知驾驶人员监测状态，保证运梁车的运输过程中的安全性。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，包括监控主机、与所述监控主机相连接的北斗定位模块、运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块，所述监控主机连接预警模块并经过无线通讯模块连接远程服务中心。
9.所述北斗定位模块包括北斗基准站、北斗定位终端和差分服务模块；所述北斗定位终端安装在运梁车的中心位置上和运输道路两侧边缘处，每辆运梁车安装一个北斗定位
终端，运输道路两侧各安装一个北斗定位终端，所述北斗基准站和所述北斗定位终端均与所述差分服务模块连接，所述差分服务模块与所述监控主机。
10.优选的，所述运梁车姿态监测模块包括速度采集单元、承重采集单元和形变采集单元；所述速度采集单元为测速器，所述速度采集单元安装在运梁车轮胎上，用于检测轮胎转速；所述承重采集单元为重量传感器，所述承重采集单元安装在运梁车板底部，用于对承载重量进行检测；所述形变采集单元为激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在运梁车板底部，用于对运梁车板形变量进行检测。
11.优选的，所述桥梁姿态监测模块包括倾角采集单元、偏移距离采集单元；所述倾角采集单元为双轴倾角传感器，所述双轴倾角传感器安装在运梁车的桥梁端部，用于监测桥梁的水平度；所述偏移距离采集单元为位移传感器，所述偏移距离采集单元安装在运梁车板上，用于检测桥梁在运梁车上出现偏移的距离。
12.优选的，所述运梁车姿态监测模块还包括偏转角度采集单元，所述偏转角度采集单元为角度传感器，所述偏转角度采集单元设置在运梁车轮胎上，用于采集运梁车轮胎的偏转角度。
13.优选的，安装在运梁车轮胎上的轮胎压力采集单元和轮胎温度采集单元；所述轮胎压力采集单元为胎压传感器，轮胎温度采集单元为温度传感器，温度传感器固定在运梁车板的底部，温度传感器的传感探针靠近轮胎部位。
14.优选的，所述预警模块接收监控主机发来的预警指令和报警指令并通过信号灯和蜂鸣器进行报警。
15.优选的，所述姿态监控系统还包括车辆制动单元，所述制动单元与所述监控主机连接，所述制动单元接收监控主机发送的指令，降低车辆速度。
16.优选的，所述桥梁姿态监测模块还包括风速采集单元，所述风速采集单元为风速仪，所述风速仪安装在驾驶室的车顶上，当现场风速超过六级风时，所述监控主机控制所述预警模块发出预警信号。
17.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，基于北斗定位系统，实现运梁车的高精度定位，同时通过对运梁车转向角度的监测，进一步提高运梁车的运输路线的精确度，保证运梁车在桥面及隧道行驶时不偏离线路中心线。更进一步，本实用新型通过对运梁车的各个状态信息进行监测，可及时发现运梁车的运行状态，保证运梁车的安全运行；通过对运梁车上的桥梁状态监测，使驾驶人员随时了解桥梁状态，防止运输过程中事故的发生。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例系统结构图。
20.图2为本实用新型另一实施例的系统结构图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1所示，本实用新型实施例公开了一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，包括监控主机、与监控主机相连接的北斗定位模块、运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块，监控主机连接预警模块并经过无线通讯模块连接远程服务中心。
23.北斗定位模块包括北斗基准站、北斗定位终端和差分服务模块；北斗定位终端安装在运梁车的中心位置上和运输道路两侧边缘处，每辆运梁车安装一个北斗定位终端，运输道路两侧各安装一个北斗定位终端，北斗基准站和北斗定位终端均与差分服务模块连接，差分服务模块与所述监控主机。
24.基于现有的北斗定位系统的差分定位技术，通过北斗基准站连续跟踪观测北斗卫星信号，并网络实时传输卫星信息，实时为北斗定位终端提供高精度的载波相位差分数据；北斗定位终端安装在运梁车的中心位置上和运输道路两侧边缘处，接收北斗基准站的载波定位数据和北斗基准站坐标并传输到差分服务模块，每辆运梁车安装一个北斗定位终端，运输道路两侧各安装一个北斗定位终端；差分服务模块安装有差分服务软件，负责进行计算得到北斗定位终端的xyz坐标，并将数据传输到监控主机。
25.本实施例中，在运梁车上和运输道路两侧边缘上分别安装北斗定位终端，北斗定位终端实时采集运梁车、运输道路两侧边缘处的北斗定位终端的位置信息并传输到差分服务模块；差分服务系统计算得出运梁车、运输道路两侧边缘处的xyz坐标并将数据传输到监控主机，监控主机根据运梁车、运输道路两侧边缘处的xyz坐标判断运梁车行驶位置是否在道路中心线上，当运梁车行驶轨迹超出预设区域后，监控主机控制预警系统发出预警；通过运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块实时采集运梁车和车上运输桥梁的状态信息，监控主机接收采集的运梁车和车上运输桥梁的状态信息，并根据预设的阈值判断运梁车运行状态是否正常，桥梁状态是否安全，若发生异常情况，监控主机控制预警系统进行预警。
26.优选的，如图2所示，上述运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块具体包括：
27.本实施例中，运梁车姿态监测模块包括速度采集单元、承重采集单元和形变采集单元；速度采集单元为测速器，速度采集单元安装在运梁车轮胎上，用于检测轮胎转速；承重采集单元为重量传感器，承重采集单元安装在运梁车板底部，用于对承载重量进行检测；形变采集单元为激光位移传感器，激光位移传感器安装在运梁车板底部，用于对运梁车板形变量进行检测。
28.本实施例中，桥梁姿态监测模块包括倾角采集单元、偏移距离采集单元；倾角采集单元为双轴倾角传感器，双轴倾角传感器安装在运梁车的桥梁端部，用于监测桥梁的水平度；偏移距离采集单元为位移传感器，偏移距离采集单元安装在运梁车板上，用于检测桥梁在运梁车上出现偏移的距离。
29.本实施例中，安装在运梁车轮胎上的轮胎压力采集单元和轮胎温度采集单元；轮胎压力采集单元为胎压传感器，轮胎温度采集单元为温度传感器，温度传感器固定在运梁车板的底部，温度传感器的传感探针靠近轮胎部位。
30.本实施例中，桥梁姿态监测模块还包括风速采集单元，风速采集单元为风速仪，风速仪安装在驾驶室的车顶上，当现场风速超过六级风时，监控主机控制预警模块发出预警信号。
31.本实施例中，预警模块接收监控主机发来的预警指令和报警指令并通过信号灯和蜂鸣器进行报警。
32.轮胎压力采集单元可以为车辆轮胎的胎压进行检测和收集，可及时发现轮胎压力，轮胎温度采集单元可对轮胎使用时的温度进行收集，速度采集单元可对车辆行驶速度进行收集，承载重量收集单元可以对运梁车板的承载重量进行收集，倾角采集单元可以对运梁车上运输的桥梁的倾斜角度进行收集，偏移距离收集单元可为运梁车上运输的桥梁的偏移位置进行收集，将预设在监控主机中的各个范围数值与收集到的数值进行对照，可以直观的对照出哪一项数据处于异常状态，并发送异常信号到预警模块上，预警模块可在最快时间内发出报警信号和预警蜂鸣。
33.本实施例中，运梁车姿态监测模块还包括偏转角度采集单元，偏转角度采集单元为角度传感器，偏转角度采集单元设置在运梁车轮胎上，用于采集运梁车轮胎的偏转角度。姿态监控系统还包括车辆制动单元，制动单元与监控主机连接，制动单元接收监控主机发送的指令，降低车辆速度。本实施例中，通过设置的偏转角度采集单元采集运梁车轮胎的偏转角度，监控主机根据偏转角度计算预测运梁车偏离预设路线的偏移量，以及与桥梁两侧边缘的距离，控制预警模块预警，并根据预测的偏离程度控制制动单元启动，降低运梁车的行驶速度。
34.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
35.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，包括监控主机、与所述监控主机相连接的北斗定位模块、运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块，所述监控主机连接预警模块并经过无线通讯模块连接远程服务中心；所述北斗定位模块包括北斗基准站、北斗定位终端和差分服务模块；所述北斗定位终端安装在运梁车的中心位置上和运输道路两侧边缘处，每辆运梁车安装一个北斗定位终端，运输道路两侧各安装一个北斗定位终端，所述北斗基准站和所述北斗定位终端均与所述差分服务模块连接，所述差分服务模块与所述监控主机。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述运梁车姿态监测模块包括速度采集单元、承重采集单元和形变采集单元；所述速度采集单元为测速器，所述速度采集单元安装在运梁车轮胎上，用于检测轮胎转速；所述承重采集单元为重量传感器，所述承重采集单元安装在运梁车板底部，用于对承载重量进行检测；所述形变采集单元为激光位移传感器，所述激光位移传感器安装在运梁车板底部，用于对运梁车板形变量进行检测。3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述桥梁姿态监测模块包括倾角采集单元、偏移距离采集单元；所述倾角采集单元为双轴倾角传感器，所述双轴倾角传感器安装在运梁车的桥梁端部，用于监测桥梁的水平度；所述偏移距离采集单元为位移传感器，所述偏移距离采集单元安装在运梁车板上，用于检测桥梁在运梁车上出现偏移的距离。4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述运梁车姿态监测模块还包括偏转角度采集单元，所述偏转角度采集单元为角度传感器，所述偏转角度采集单元设置在运梁车轮胎上，用于采集运梁车轮胎的偏转角度。5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述运梁车姿态监测模块还包括安装在运梁车轮胎上的轮胎压力采集单元和轮胎温度采集单元；所述轮胎压力采集单元为胎压传感器，轮胎温度采集单元为温度传感器，温度传感器固定在运梁车板的底部，温度传感器的传感探针靠近轮胎部位。6.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述预警模块接收监控主机发来的预警指令并通过信号灯和蜂鸣器进行预警。7.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述姿态监控系统还包括车辆制动单元，所述制动单元与所述监控主机连接，所述制动单元接收监控主机发送的指令，降低车辆速度。8.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，其特征在于，所述桥梁姿态监测模块还包括风速采集单元，所述风速采集单元为风速仪，所述风速仪安装在驾驶室的车顶上，当现场风速超过六级风时，所述监控主机控制所述预警模块发出预警信号。

技术总结
本实用新型公开了一种基于北斗定位的运梁车的姿态监控系统，属于桥梁运输车技术领域，包括监控主机、与监控主机相连接的北斗定位模块、运梁车姿态监测模块和桥梁姿态监测模块，监控主机连接预警模块并经过无线通讯模块连接远程服务中心。本实用新型基于北斗定位系统，实现运梁车的高精度定位，同时通过对运梁车转向角度的监测，进一步提高运梁车的运输路线的精确度，保证运梁车在桥面及隧道行驶时不偏离线路中心线。更进一步，本实用新型通过对运梁车的各个状态信息进行监测，可及时发现运梁车的运行状态，保证运梁车的安全运行；通过对运梁车上的桥梁状态监测，使驾驶人员随时了解桥梁状态，防止运输过程中事故的发生。防止运输过程中事故的发生。防止运输过程中事故的发生。


技术研发人员：吴龙 安章顺 侯耀文
受保护的技术使用者：中铁十一局集团第三工程有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/8/5