一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统，所述桥梁管理系统包括实时监测装置、人工巡检系统、主站服务器、关系数据服务器、Hadoop平台、管理服务器以及在线监测系统；所述关系数据服务器使用MySQL关系型数据库；所述Hadoop平台包括MapReduce框架、HBase数据库和HDFS文件系统。本发明专利技术产生的有益效果是：使用Hadoop平台的HBase数据库和MapReduce框架克服了传感器所采集数据的不断增加而引起的存储效率、计算效率快速下降的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁监测
，尤其涉及一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统。
技术介绍
近年来，受自然因素和人为因素的影响，我国桥梁坍塌事故时有发生，这些事故造成了一定数量的人员伤亡和巨大的经济损失，桥梁安全问题受到社会的广泛关注。因此，应该采取良好有效的监控手段，实时监测桥梁自身、环境等方面的信息，让工作人员随时随地了解桥梁实时信息及健康状况，以便及时地为桥梁提供保养、维护，以保证桥梁健康安全，延长桥梁使用年限。利用先进的传感器检测技术、网络通信技术及计算机技术，搭建的桥梁健康监测系统在国内已经开始使用。但是，现有的监测系统虽可实时监测信息的变化，却并不能做到随时随地了解实时监测的信息，而且其数据存储方式也均采用关系型数据库，伴随着数据量的不断增加，存储、计算效率会明显下降，海量数据的分析处理会更加困难。除此之外，工作人员对桥梁的巡检工作，仍采用传统的笔纸记录，不利于巡检信息的管理和监测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中海量数据的存储效率和计算效率低下的缺陷，提供一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统，所述桥梁管理系统包括实时监测装置、人工巡检系统、主站服务器、关系数据服务器、Hadoop平台、管理服务器以及在线监测系统；所述Hadoop平台包括MapReduce框架、HBase数据库和HDFS文件系统；所述实时监测装置，连接主站服务器，用于检测并处理桥梁实时数据得到第一数据包，并将该第一数据包发送至主站服务器；所述人工巡检系统，连接主站服务器，用于录入并处理人工巡检过程中的桥梁健康数据得到第二数据包，并将该第二数据包发送至主站服务器；所述主站服务器，连接所述Hadoop平台，用于接收并解析第一数据包和第二数据包，将第一解析结果通过HBase客户端写入HBase非关系型数据库，将第二解析结果通过MySQL客户端写入MySQL关系型数据库；所述在线监测系统，连接管理服务器，用于实时监听管理服务器并根据监听到的报警信息通知给工作人员，将对桥梁健康状况的数据查询请求发送至管理服务器，并将反馈结果展示给工作人员，所述数据查询请求包括数据统计、筛选、分类及查询等请求；所述管理服务器，连接Hadoop平台，用于实时监听Hadoop平台并将监听到的报警信息发送给在线监测系统，对该数据查询请求进行管理和调度得到各个作业，将各个作业发送至Hadoop平台进行计算得到该反馈结果发送给在线监测系统；所述关系数据服务器，连接主站服务器，将主站服务器解析的第二数据包结果存储到MySQL关系型数据库中；所述Hadoop平台，用于调用MapReduce框架对第一解析结果、第二解析结果和各个作业进行并行计算。本专利技术的所述系统中，所述实时监测装置包括：光纤传感器，用于实时检测桥梁实时数据，所述桥梁实时数据包括桥梁的应变、压力及温度等；光纤光栅解调仪，用于解析该桥梁实时数据得到第一数据包，并将该第一数据包发送至主站服务器。本专利技术的所述系统中，所述主站服务器包括：第一接口，连接HBase非关系型数据库；第二接口，连接MySQL关系型数据库；数据解析模块，用于接收并解析第一数据包和第二数据包，分别得到第一解析结果和第二解析结果；HBase客户端模块，用于通过第一接口将第一解析结果写入HBase非关系型数据库；MySQL客户端模块，用于通过第二接口将第二解析结果写入MySQL关系型数据库。本专利技术的所述系统中，所述数据解析模块根据UDP协议和特定规约进行解析。本专利技术的所述系统中，所述Hadoop平台为服务器集群。本专利技术的所述系统中，所述人工巡检系统包括：上下桥考勤模块，用于通过移动设备的摄像头实地拍照及相关信息录入添加工作人员的上下桥考勤记录；巡检轨迹模块，用于通过移动设备的GPS模块和百度地图SDK模块绘制工作人员的巡检轨迹；巡检记录模块，用于根据三种模式记录工作人员对桥梁损坏情况的巡检记录；记录上传模块，用于通过网络或USB接口将移动设备中的上下桥考勤记录、巡检轨迹及巡检记录上传至主站服务器。本专利技术的所述系统中，所述三种模式包括：日常巡检，工作人员进行每日巡检任务；经常巡检，工作人员按预设周期对桥梁部件损坏情况进行巡检；定期巡检，工作人员按预设时间对规定表格内容进行巡检。本专利技术的所述系统中，所述实时监测系统包括：报警模块，用于实时监听管理服务器并通过JPUSH极光推送将监听到的报警信息通知给工作人员；数据查阅模块，用于发送第一数据查询请求至管理服务器得到第一反馈结果，并使用第一反馈结果更新桥梁实时数据；图表展示模块，用于发送第二数据查询请求至管理服务器得到第二反馈结果，通过AchartEngine图表引擎将第二反馈结果和历史反馈结果绘制成图表；数据分析模块，用于发送第三数据查询请求至管理服务器得到第三反馈结果，根据预定对比项分析第三反馈结果并通过图表显示分析结果。本专利技术的所述系统中，所述实时监测系统通过TimeTask类实时监听管理服务器。本专利技术的所述系统中，所述人工巡检系统和所述实时监测系统均基于安卓平台而形成。本专利技术产生的有益效果是：使用Hadoop平台的HBase数据库和MapReduce框架克服了传统桥梁检测系统随着成千上万的传感器所采集数据的不断增加而引起的存储效率、计算效率快速下降的问题，实现了对海量数据的分布式存储和并行计算，移动设备的在线监测软件工作人员可以随时随地了解实时监测到的桥梁所处环境和桥梁自身信息等数据并实现自动报警，人工巡检系统实现了工作人员的无纸化作业，提高了工作效率，使得巡检数据便于管理和监测。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的Hadoop平台的体系结构示意图；图3是本专利技术实施例的上下桥考勤模块的考勤方法流程示意图；图4是本专利技术实施例的巡检轨迹模块的巡检方法流程示意图；图5是本专利技术实施例的报警模块的报警方法流程示意图；图6是本专利技术实施例的数据查阅模块的查询方法流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的实施例中，如图1所示，一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统，桥梁管理系统包括实时监测装置、人工巡检系统、主站服务器、关系数据服务器、Hadoop平台、管理服务器以及在线监测系统；如图2所示，Hadoop平台包括MapReduce框架、HBase数据库和HDFS文件系统；Hadoop是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。Hadoop实现了一个分布式文件系统(Hadoop Distributed File System，HDFS)。HDFS有高容错性，并且可以部署在低廉的硬件上；它提供高吞吐量(high throughput)来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集(large data set)的应用程序。HDFS放宽了POSIX(Portable Operating System Interface，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统，其特征在于，所述桥梁管理系统包括实时监测装置、人工巡检系统、主站服务器、关系数据服务器、Hadoop平台、管理服务器以及在线监测系统；所述Hadoop平台包括MapReduce框架、HBase数据库和HDFS文件系统；所述实时监测装置，连接主站服务器，用于检测并处理桥梁实时数据得到第一数据包，并将该第一数据包发送至主站服务器；所述人工巡检系统，连接主站服务器，用于录入并处理人工巡检过程中的桥梁健康数据得到第二数据包，并将该第二数据包发送至主站服务器；所述主站服务器，连接所述Hadoop平台和所述关系数据服务器，用于接收并解析第一数据包和第二数据包，将第一解析结果写入HBase非关系型数据库，将第二解析结果写入Mysql关系型数据库；所述在线监测系统，连接管理服务器，用于实时监听管理服务器并根据监听到的报警信息通知给工作人员，将对桥梁健康状况的数据查询请求发送至管理服务器，并将反馈结果展示给工作人员，所述数据查询请求包括数据统计、筛选、分类及查询等请求；所述管理服务器，连接Hadoop平台，用于实时监听Hadoop平台并将监听到的报警信息发送给在线监测系统；对该数据查询请求进行管理和调度得到各个作业，将各个作业发送至Hadoop平台进行计算得到该反馈结果发送给在线监测系统；所述关系数据服务器，连接主站服务器，将主站服务器解析的第二数据包结果存储到MySQL关系型数据库中；所述Hadoop平台，用于调用MapReduce框架对第一解析结果、第二解析结果和各个作业进行并行计算。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Hadoop的桥梁健康监测系统，其特征在于，所述桥梁管理系统包括实时监测装置、人工巡检系统、主站服务器、关系数据服务器、Hadoop平台、管理服务器以及在线监测系统；所述Hadoop平台包括MapReduce框架、HBase数据库和HDFS文件系统；所述实时监测装置，连接主站服务器，用于检测并处理桥梁实时数据得到第一数据包，并将该第一数据包发送至主站服务器；所述人工巡检系统，连接主站服务器，用于录入并处理人工巡检过程中的桥梁健康数据得到第二数据包，并将该第二数据包发送至主站服务器；所述主站服务器，连接所述Hadoop平台和所述关系数据服务器，用于接收并解析第一数据包和第二数据包，将第一解析结果写入HBase非关系型数据库，将第二解析结果写入Mysql关系型数据库；所述在线监测系统，连接管理服务器，用于实时监听管理服务器并根据监听到的报警信息通知给工作人员，将对桥梁健康状况的数据查询请求发送至管理服务器，并将反馈结果展示给工作人员，所述数据查询请求包括数据统计、筛选、分类及查询等请求；所述管理服务器，连接Hadoop平台，用于实时监听Hadoop平台并将监听到的报警信息发送给在线监测系统；对该数据查询请求进行管理和调度得到各个作业，将各个作业发送至Hadoop平台进行计算得到该反馈结果发送给在线监测系统；所述关系数据服务器，连接主站服务器，将主站服务器解析的第二数据包结果存储到MySQL关系型数据库中；所述Hadoop平台，用于调用MapReduce框架对第一解析结果、第二解析结果和各个作业进行并行计算。2. 如权利要求1所述的桥梁健康监测系统，其特征在于，所述实时监测装置包括：光纤传感器，用于实时检测桥梁实时数据，所述桥梁实时数据包括桥梁的应变、压力及温度等；光纤光栅解调仪，用于解析该桥梁实时数据得到第一数据包，并将该第一数据包发送至主站服务器。3. 如权利要求1所述的桥梁健康监测系统，其特征在于，所述主站服务器包括：第一接口，连接HBase非关系型数据库；第二接口，连接MySQL关系型数据库；数据解析模块，用于接收并解析第一数据包和第二数据包，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，鲁晓韵，秦王晨，张永佳，杨燕，李盛，岳丽娜，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42