(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 202210851271.2 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 上海思盛信息科技事务所 地址 202173 上海市崇明区新海镇星村公 路700号12幢10 6-8室 (72)发明人 张春华　潘洋　 (74)专利代理 机构 上海湾谷知识产权代理事务 所(普通合伙) 31289 专利代理师 孙艳芳 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种建筑结构运行安全监测系统及方法 (57)摘要 本发明公开一种建筑结构运行安全监测系 统及方法， 涉及建筑安全 领域。 本发明包括， 根据 所述建筑结构布设光学定位传感器/或无线电定 位传感器； 根据所述光学定位传感器和/或无线 电定位传感器的定位值和相对位置值获取所述 建筑结构的形变量； 根据所述建筑结构的形变量 以及所述光学定位传感器和/或无线电定位传感 器的定位值和相对位置值， 获取所述建筑结构的 位移量； 根据所述建筑结构的形变量以及所述建 筑结构的位移量获取所述建筑结构的运行安全 等级。 本发 明通过光学定位传感器和无线电定位 传感器， 解决了建筑结构运行安全不及时以及自 动化程度低的问题。 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 CN 115112179 A 2022.09.27 CN 115112179 A 1.一种建筑结构运行安全监测方法， 其特 征在于， 包括， 根据所述建筑结构布设光学定位传感器/或无线电定位传感器； 根据所述光学定位传感器和/或无线电定位传感器的定位值和相对位置值获取所述建 筑结构的形变量； 根据所述建筑结构的形变量以及所述光学定位传感器和/或无线电定位传感器的定位 值和相对位置值， 获取 所述建筑结构的位移量； 根据所述建筑结构的形变量以及所述建筑结构的位移量获取所述建筑结构的运行安 全等级。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 设置信息采集端， 同时在在建筑结构的墙角、 墙体、 屋顶、 房屋地基位置分别安装倾角 传感器、 裂缝计和静力水准仪， 倾角传感器用于采集倾斜角度值， 裂缝计用于采集建筑结构 裂缝或伸缩缝的开合度， 所述裂缝针内置温度传感器， 用于同步测量安装位置的温度， 自动 进行实时温度补偿； 静力水准仪， 用于测量建筑结构上各个测点的相对沉降值， 所述倾角传 感器、 裂缝计、 静力水准仪和温度传感器分别与所述信息采集端信号连接； 设置信号 转换端， 通过信号 转换端将信息采集端的电信号 转换为数字信号， 设置传输通信端， 负责将经过信号转换端转换后的数字信号和云平台之间形成通信及 数据传输， 数据传输方式通过有 线传输或者无线传输； 云平台通过对接收的数字信号信 息进行分析， 当分析建筑结构的安全数据指标不合格 时， 将通过短信或者邮件形式发送预警信息到管理人员的移动终端， 提醒管理人员 及时对 建筑结构当前状态进行安全评估。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述建筑结构的形变量还包括建筑结构的 地基形变量， 通过在建筑结构的地基的不同位置设置应力传感器来检测地基内的应力分 布， 将检测到的地基的应力 分布信息传递给云平台的控制中心， 控制中心通过以下公式计 算建筑结构的地基形变量， 其中， S为地基最终变形量， 单位毫米， S‘为按分层总和法计算出的地基变形量， 为沉 降计算经验系数， 取值范围为0.2～1.4， n为地基变形计算深度范围内所划分的土层数， po 对应于载荷效应准永久组合 时， 基础底面处 的附加压力， 单位为千帕， Esi为基础底面下第 i 层土的压缩模量， 应取土的自重压力与附加压力之和压力段计算， 单位为兆帕， zi、 zi‑1为基 础底面至第i层土、 第i ‑1层土底面的距离， 单位为米， ai、 ai‑1为基础底面计算点至第i层土、 第i‑1层土底面范围内平均附加应力系数； 载荷效应准永久组合时， 基础底面处的附加压力po通过以下公式计算得到： 其中， p为预估每平米的荷载标准值， n为楼层数量， 为准永久系数， 取值0.7， h为地下 室基础埋深， π 为土的加权品均重度； 云平台将得到的建筑结构的地基形变量与 预设安全地基形变量进行比对， 当建筑结构 的地基形变量超出预设安全地基形变量的范围时， 云平台通过短信或者邮件形式发送预警权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115112179 A 2信息到管理人员的移动终端， 提醒 管理人员及时对建筑结构当前状态进行安全评估。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述建筑结构布设光学定位传感 器/或无线电定位传感器的步骤， 包括， 获取所述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位； 对所述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位布设光学定位传感器/或无线电 定位传感器； 对所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位布设光学定位传 感器/或无线电定位传感器； 在相同的所述建筑结构的形变量和所述建筑结构的位移量状态下， 获取对所述建筑结 构的形变量和所述建筑结构的位移 量更敏感的光学定位传感器/或无线电定位传感器的种 类和位置； 在对所述建筑结构的形变量和所述建筑结构的位移量更敏感的光学定位传感器/或无 线电定位传感器的位置， 增加布设对所述建筑结构的形变量和所述建筑结构的位移 量更敏 感的光学定位传感器/或无线电定位传感器。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述对所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力 以及扭力受力部位的其它部位布设光学定位传感器/或无线电定位传感器的步骤， 包括， 获取布设于所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位需要布 设的光学定位传感器/或无线电定位传感器的数量； 获取所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位中每一点与所 述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的距离； 根据所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位中每一点与所 述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的距离， 对 所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位布设光学定位传感器/或无线电定位传感器。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉 力以及扭力受力部位的其它部位中每一点与所述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受 力部位的距离， 对所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位布设光 学定位传感器/或无线电定位传感器的步骤， 包括， 获取所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位中每一点与所 述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位中每一 点的距离积分； 对所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位布设光学定位传 感器/或无线电定位传感器， 使得所述建筑结构除了承重、 剪力、 拉力以及扭力受力部位的 其它部位布设光学定位传感器/或无线电定位传感器的数量与所述建筑结构除了承重、 剪 力、 拉力以及扭力受力部位的其它部位中每一点与所述建筑结构的承重、 剪力、 拉力以及扭 力受力部位中每一 点的距离积分正相关。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述光学定位传感器和/或无线 电定位传感器的定位 值和相对位置值获取 所述建筑结构的形变量的步骤， 包括， 获取所述光学定位传感器在所述建筑结构的位置； 获取无线电定位传感器在所述建筑结构的位置； 获取所述光学定位传感器之间的相对位置 定位历史记录；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115112179 A 3