桥梁健康监测系统解决方案
上海华测自主研发了一整套以HCMonitor为核心的变形监测系统，曾获得科技进步二等奖，并先后成功应用于润扬大桥、东海大桥、阳逻江大桥、上海长江大桥、闵浦大桥等国家重点项目，实践证明，以HCMonitor为核心的实时形变监测系统是一个非常有效的桥梁监测技术，GNSS能够与其它传感器完美结合用于桥梁健康监测。
图为东海大桥（2006年开始运行华测桥梁健康监测系统）
背景
GNSS自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替（逐渐地）常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程形变监测中也逐步得到广泛的应用。
随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步，桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展。与此同时桥梁的载重、跨径和桥面宽度不断增长，结构型式不断变化。传统的形变监测手段越来越不能满足形变监测要求，这就迫切需要性能更可靠的桥梁健康监测系统。目前，随着GNSS技术的不断成熟，GNSS 自动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。GNSS自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。
目前，采用GNSS技术用于桥梁等工程形变监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。例如：英国Humber桥的GNSS监测系统、日本明石海峡大桥的GNSS监测系统、虎门大桥GNSS监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GNSS监测系统。
HCMonitor的系统结构
软件结构
HCMonitor软件通过网络或串口（RS232，或者CAN总线）获得GNSS的原始数据（载波相位和伪距），对其进行差分处理和滤波，并根据系统设置，实现图形显示、记录、报警、输出、分析。输出的各监测点三维坐标的格式我们会依据客户的要求做相应修改，保证客户端软件正常读取数据。
另外软件还提供了一个远程组件，方便用户的二次开发。
软硬件平台
硬件平台：至强服务器 2CPU，4G内存（GNSS专用）
软件平台：Windows2008
数据库平台：SQL
网络平台：十兆或百兆以太网；
GNSS所有的应用软件均部署在上述的硬件平台上。必须保证软件在正常工作时CPU的平均使用率不超过60％。
基本功能和指标
1) 可对GNSS原始数据进行实时差分处理，数据更新率可达1Hz、5Hz、10Hz、20Hz；
2) 可根据系统参数设置，对不同的监测站的实时差分结果进行Kalman滤波，达到不同的动态要求和精度要求；
3) 最多可同时处理多个基站和32个监测站的数据；
4) 输入接口协议：RS232、CAN、TCP/IP；
5) 输出接口协议：TCP/IP；
6) 实时显示基线的变化情况，点位的移动情况等，软件包括如下视图：实时数据视图、实时网图、趋势图、卫星视图、三维视图、数据管理。
7) 原始数据、解算结果的自动保存功能，可根据用户需求进行设置；
8) 对监测站、基站接收机的远程设置功能，软件上有各个GNSS接收机的独立监控模块，可以向GNSS接收机发送用户更改参数的命令（如采样间隔、高度截止角等）；
9) 系统完备性监测功能，可对整个系统的健康状况进行监测，包括软件和硬件，比如，一旦某个监测站出现死机现象，软件马上会通过数据信号触发的方式实现接收机自动重启；
10)每个监控站的监控范围可根据用户设置，相应的精度可从2毫米到1厘米(具体精度还与所使用的GNSS接收机及其天线有关)。
11)回放功能。回放功能分为两个层次：原始数据层，软件记录原始数据后，可以任意截取其中部分数据，并根据原始数据重新解算并回放的功能；历史状态层，即根据所选择的时段，对系统的实际工作状态进行回放。
12)实时的数据采集的延迟不大于1秒。
13)可以调整各个监测站的位置更新率；
14)连接数据库，记录用户需要保留的各项信息；记录的内容如下：
15)第三方软件接口，用COM组件的方式实现，可实现远程查询、管理、报警；
16)报警功能，报警项可根据用户要求设定，可通过短信、电子邮件等方式进行报警。
17)权限管理：一般用户只能浏览数据，系统管理员才可能对一些参数进行设置。
18)数据分析功能：根据用户要求，对监控点进行频域和时域分析。
19)可靠性：7×24小时持续可靠工作。
实时显示各监测点的点位信息
HCMonitor的特点（与RTK比较）
集成了RTK功能的HCMonitor软件，除了也能采用RTK方法之外，采用其自身与RTK不同的算法后，还具有如下一些特点。
算法
相比RTK方法而言，HCMonitor的算法具有如下特点：
u HCMonitor采用采用同时刻（在1微秒之内）的GNSS原始观测值进行差分解算；而RTK方法不需要差分改正数和流动站的观测数据保持同步，一般的参考站接收机差分改正数广播更新率为1Hz，因此，一般情况下差分改正数会延迟0.5秒到2秒不等，在特别情况下，流动站能允许1分钟之前的差分改正数参与解算；
u HCMonitor可以采用扩展的动态非线性Kalman滤波算法（通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法）进行差分解算。
u HCMonitor的算法对系统的硬件要求较高，在高性能计算机上运行，而RTK的算法总是由GNSS接收机生产厂商提供，固化在GNSS接收机内部。精度
HCMonitor直接应用GNSS接收机的原始数据，参考站和流动站的观测数据保持严格的同步，所以，大气层延迟造成的公共误差被最大程度地抵消，HCMonitor还采用滤波方法消除GNSS动态定位数据中的各种随机误差，是输出的定位结果更符合真实的情况，所以HCMonitor根据采用的GNSS接收机和GNSS天线的不同，可以保证毫米级的定位精度，而通常的RTK接收机动态定位精度为厘米级。
在一个静止点上，采用普通的双频GNSS接收机天线进行RTK进行定位，得到结果如下图所示：
可见RTK的定位精度平面在2个厘米之内，高程在4个厘米之内。
采用同样的GNSS接收机，在一个静止的点上，观测5个小时的数据，用HCMonitor软件对其进行处理，得到结果如下图所示：
可见HCMonitor能显著提高GNSS的定位精度。上图中，平面精度在5mm 左右，高程精度在1厘米左右。如采用高精度双频GNSS天线，能更进一步提高其精度。
通讯
因为HCMonitor仅要求收到GNSS接收机的原始观测数据，所以，原则上，应要求软件（服务器）与GNSS接收机之间仅要求实现单向通讯。而通常的RTK 方法，要求参考站和流动站之间进行通讯，又要求流动站和数据中心之间进行通讯。
在HCMonitor方式下，流动站的原始数据仅需要一次串口数据通讯和一次网络数据通讯，就可以到达数据中心，参考站可以直接与数据中心服务器相连。
系统可靠性
RTK通常应用于测量、高精度导航等，对于RTK接收机而言，如GNSS信号发生失锁那么接收机需要重新初始化，求解整周模糊度，从而造成短时间隔内不能正常输出厘米级定位解。而HCMonitor专为形变监测而设计，适用于桥梁、大坝、矿区、滑坡等的形变监测，软件能长时间持续可靠工作，诸如RTK经常需要重新初始化等缺点在HCMonitor里并不存在。HCMonitor软件运行在数据中心的计算机上，整个计算功能可以设计成冗余模式，增加系统的可靠性，而RTK方法不能实现类似的功能。
桥梁健康监测系统设计《物联网》课程设计 班级： 成员： 指导老师：
摘要 桥梁因造价昂贵，服役时间长且维系人们的生命安全而倍受关注。为了避免因难于察觉结构和系统损伤引发灾难性的突发事故，桥梁结构健康监测受到了全世界的广泛关注。为保证桥梁结构的安全性、适用性和耐久性，减少或避免人民生命和国家财产的重大损失，保障公路交通运输网络的安全畅通，为这些大跨径桥梁构建健康与安全监测系统，加强对桥梁健康状况的监测和评估，促进国民经济繁荣和发展具有重要意义。本文设计了一种包括嵌入式处理中心，Zigbee传感器网络，GPRS 数据传输系统和信号处理及分析系统的智能桥梁健康监测数据采集系统。
目录 摘要 (1) 一、研究意义 (2) 二、总体设计方案 (3) 2.1 桥梁健康监测的基本内涵 (3) 2.2 桥梁健康监测系统的监测内容 (4) 2.3 桥梁健康监测选用方法 (4) 2.4总体设计流程图 (6) 三、硬件电路 (7) 3.1器件选用 (7) 3.1.1 传感器选择 (7) 3.1.2 无线传感器网络节点选择 (7) 3.1.3 主控制器选择 (9) 3.2电路设计 (9) 3.2.1 Zigbee网络架构选择 (9) 3.2.2 数据远程传输 (11) 四、软件流程图 (13) 4.1协调器的软件设计 (14) 4.2路由节点软件设计 (14) 4.3终端节点的软件设计 (15) 4.4主控制器软件设计 (16) 4.5上位机程序结构及界面 (18) 4.6振动分析性能 (18) 五、总结 (19) 一、研究意义
交通是经济的命脉，而桥梁则是交通工程的枢纽。然而桥梁在建造和使用过程中，由于受到环境、有害物质的侵蚀，车辆、风、地震、疲劳、人为因素等作用，以及材料自身性能的不断退化，导致结构各部分在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修，轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。为保证桥梁结构的安全性、适用性和耐久性，减少或避免人民生命和国家财产的重大损失，保障公路交通运输网络的安全畅通，为这些大跨径桥梁构建健康与安全监测系统，加强对桥梁健康状况的监测和评估，促进国民经济繁荣和发展具有重要意义。 二、总体设计方案 2.1 桥梁健康监测的基本内涵
桥梁安全预警监测系统解决方案 2012年12月
目录 1. 项目概述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1. 项目背景------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2. 项目目标------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2. 总体设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.1. 建设原则------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2. 方案说明------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.3. 系统架构------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 2.4. 总体功能------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3. 技术方案 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3.1. 桥梁裂缝监测 ------------------------------------------------------------------------------------------ 7 3.2. 桥梁防撞监测 ------------------------------------------------------------------------------------------ 8 3.3. 桥梁周边环境监测------------------------------------------------------------------------------------ 8 3.4. 设备防盗监控 ------------------------------------------------------------------------------------------ 9 3.5. 网络传输------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 3.6. 监控中心----------------------------------------------------------------------------------------------- 10 4. 系统实现 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 4.1. 设备选型----------------------------------------------------------------------------------------------- 10 4.2. 软件部署----------------------------------------------------------------------------------------------- 16 5. 实现措施 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 5.1. 实施准备----------------------------------------------------------------------------------------------- 17 5.2. 实施人员----------------------------------------------------------------------------------------------- 18 5.3. 实施设备----------------------------------------------------------------------------------------------- 18 5.4. 实施方案----------------------------------------------------------------------------------------------- 18 6. 供货范围 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19
第1题桥梁健康监测的主要内容为（） A、外部环境监测，通行荷载监测，结构关键部位内力监测，结构几何形态监测，结构自振 特性监测，结构损伤情况监测等； B、风载、应力、挠度、几何变位、自振频率； C、外观检查、病害识别、技术状况评定； D、主要材质特性、承载能力评定。 第2题对于连续刚构桥梁外部环境监测的最重要内容为 （） A、风速、风向； B、温度； C、湿度； D、降雨量； 第3题通行荷载监测重点关注参数为（） A、通行车辆尺寸和数量； B、通行车辆的轴重和轴距，交通流量； C、大件运输车辆； D、超限运输车辆。 第4题下列哪项不是桥梁结构关键部位内力主要监测内容 （） A、斜拉桥索力； B、梁式桥主梁跨中截面应力； C、钢管混凝土拱桥的拱脚截面应力；
D、、梁式桥桥墩内力。 第5题下列哪项不是结构几何形态主要监测内容 （） A、连续刚构桥的墩底沉降； B、连续梁桥的主梁挠度； C、系杆拱桥的吊杆伸长量；拱桥 D、斜拉桥墩（塔）顶偏位。 第6题某桥梁监测结果发现该桥的自振频率有逐渐降低趋势，表明该桥（） A、刚度增大，振动周期变长，技术状况好； B、刚度增大，振动周期变短，技术状况好； C、刚度降低，振动周期变长，技术状况变差； D、刚度降低，振动周期变短，技术状况变差。 第7题结构损伤监测内容不含（） A、损伤部位、范围； B、、损伤类型； C、损伤开展情况； D、损伤原因。 第8题下列不属于桥梁健康监测使用的环境监测设备的是 （） A、风速仪；
B、风向仪； C、雨量计和蒸发计； D、温度传感器。 第9题下列不属于通行荷载监测指标的是（） A、轴载荷； B、轴数、轮数； C、车速； D、车辆高度。 第10题对于已建成的斜拉桥，适宜采用下面哪种方式进行索力监测（） A、电桥式压力环； B、振弦式锚索计； C、光纤式锚索计； D、采用振动法安装加速度传感器测定。 第11题对于连续刚构桥主梁挠度监测适宜采用的方法和设备为（） A、布置水准测点，定期进行主梁线形测量； B、建设GPS测点，在线进行线行测量； C、基于连通管原理，在线采用静力水准系统监测； D、布置测点，采用全站仪进行测量。 第12题对于大跨径桥梁的动力特性监测，下列说法正确的是（）
目录 一、传统桥梁结构检查与评估概述 (1) 二、现代桥梁健康监测系统概述 (2) 三、健康监测系统研究现状 (3) 四、健康监测系统实施现状 (5) $ 五、健康监测系统应用效果与存在问题 (9) 六、健康监测系统改善建议与发展前景 (10) "
一、传统桥梁结构检查与评估概述 桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要。桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性，主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等，以满足预定的功能要求。桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估，并作出相应的工程决策，实施保养、维修与加固工作。评估的主要内容包括：承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测。承载能力评估与结构或构件的极限强度、稳定性能等有关，其评估的目的是要找出结构的实际安全储备，以避免在日常使用中产生灾难性后果。运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形、振动、裂缝等有关。运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要。耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因，以及其对材料物理特性的影响。 传统上，对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行。人工桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。美国联邦公路委员会的最近调查表明，根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的。传统检测方式的不足之处主要表现在： （i）需要大量人力、物力并有诸多检查盲点。现代大型桥梁结构布置极其复杂，构件多且尺寸大，加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查，因此，这对现代大型桥梁尤其突出； （ii）主观性强，难于量化。检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验。经过半个多世纪的发展，虽然桥梁的分析设计与施工技术已日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的； （iii）缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学、超声波和电磁波等技术的检测工具，都只能提供局部的检测和诊断信息，而不能
桥梁健康监测系统的简要介绍及设计分析 近年来，随着我国经济的飞速发展，交通运输日渐繁忙，作为公路交通咽喉的桥梁的地位日益突出。桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵。 标签：桥梁健康监测概念意义 随着人们对重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由于桥梁监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题，因此，桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。 对桥梁结构进行综合检测的最终目的是为了使桥梁管理人员对桥梁结构的当前状况有一个正确的认识。这就要求管理系统具有实时监测和智能化的自行评估的功能。 一、桥梁健康监测新概念 桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护潍修与管理决策提供依据和指导。为此，监测系统对以下几个方面进行监控： 1、桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态； 2、桥梁重要非结构构件（加支座）和附属设施（如振动控制元件）的工作状态； 3、结构构件耐久性； 4、大桥所处环境条件；等等。 与传统的检测技术不同，大型桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。 然而，桥梁结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型桥梁（尤其是斜拉桥、悬索桥）的力学和结构特点以及所处的特定环境，在大桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。大跨度索交承桥梁的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其
（ 环保在线监测系统设计1总体设计 系统由污染排放在线监测系统、污染净化设施运行监测系统、预警预告系统、初级控制执行系统、紧急控制执行系统五大系统组成。 对排污数据和环境治理设备运行状况同时进行监测，综合分析两方面的数据，确保排污单位排污状况真实可靠，污染净化设施有效运行。 对企业污染物超标排放或者环保设备偷停不运转的情况，系统会启动生产控制执行程序，远程下达命令，分层断电，及时制止排污行为，改变了传统设备“只监不控”的方式。 对突发性污染事故隐患和污染物泄露事故，系统会立即执行重大事故应急预案，启动排污单位的紧急ESD系统，紧急规避危险，预防灾难性污染事故的发生。 如果企业排污超标，系统会在排污单位和环保部门同时报警，并将报警信息通过短信息在第一时间发送到相关单位负责人和管理者的手机上，督促管理者及时处理问题。 系统监控设备监控一体化功能，使排污单位必须自觉维护好系统，因为一旦运行不好，上传数据不正确，没有数据上传视同违法，系统仍然会报警，有效遏止人为破坏，保证系统运行正常。
} 2功能设计 方便的污染源管理 本模块利用GIS技术把环境污染源应用软件构筑于污染源数据库管理系统和图形库管理系统之上，提供具备空间信息管理、信息处理和直观表达能力的应用。能综合分析环境情况，实现污染源信息的综合查询，为计划决策提供信息支持，为有关的评价、预测、规划、决策等服务。其检索查询功能，可对行政区划、年份等进行条件统计汇总，统计结果可用表格、统计图、文字等多种方式表示。 动态数据成图 系统可根据测量得到的数据，自动对区域环境状况进行直观表现，提供描绘全场平面、立体等值线图，各种数据可生成饼图、柱状图、线状图等多种表现形式，能动态外挂图、文、声、像等多媒体数据。 环境质量监测 系统分为对大气、水、噪声、固体废弃物、土壤及农作物等方面的监测，其主要功能：专题的监测点位图的显示、点位查询、区域查询、信息查询、全区环境分布、全区或个别点环境平均状况随时间的变化情况等。并实现了数据地图化功能，可自动生成交通线上的噪声
桥梁结构健康监测
目录 1. 桥梁结构健康监测的概念 0 2. 桥梁结构健康监测系统 0 2.1. 监测内容 0 2.2. 数据传输 (1) 2.3. 数据分析处理和控制 (2) 2.4. 大型桥梁结构健康监测系统 (2) 2.5. 桥梁结构健康监测的现状与发展方向 (3) 3. 桥梁结构健康监测系统的意义 (4) 3.1. 桥梁结构健康监测系统的主要作用包括： (4) 3.2. 桥梁健康监测意义 (4) 4. 现有桥梁结构监测系统存在的问题 (5) 5. 结语 (6)
桥梁结构健康监测 1.桥梁结构健康监测的概念 交通是社会的经济命脉，桥梁是交通的咽喉，交通不畅会制约社会的经济发展，所以保障桥梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至关重要。为保证桥梁安全运行、避免严重事故发生,对桥梁结构进行健康监测应运而生，桥梁结构健康监测是以科学的监测理论与方法为基础，采用各种适宜的检验、检测手段获取数据，为桥梁结构设计方法、计算假定、结构模型分析提供验证；对结构的主要性能指标和特性进行分析，及早预见、发现和处理桥梁结构安全隐患和耐久性缺陷，诊断结构突发和累计损伤发生位置与程度，并对发生后果的可能性进行判断与预测。通过对桥梁结构健康状态的监测与评估，为桥梁在各种气候、交通条件下和桥梁运营状况异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理措施提供依据，并通过及时采取措施达到防止桥梁坍塌、局部破坏，保障和延长桥梁的使用寿命的目的。 2.桥梁结构健康监测系统 2.1.监测内容 数据采集与测量的内容主要为：变形(沉降、位移、倾斜)、应力、动力特性、温度、外观检测等。 1)变形监测 采取适宜的测量手段，对桥梁主体结构关键部位的沉降、位移、倾斜量进行监测。常用监测变形的方法有：导线测量法、几何水准测量法、GPS测定三维位移量法、自动极坐标实时差分测量法和自动全站仪三维坐标非接触量测等。 2)应力监测 桥梁运营状态中主体结构的应力变化是由于主体结构的外部条件和内部状态变化引起
天津市海河大桥结构健康监测系统初步设计方案 天津市市政工程研究院 2009年3月
天津市海河大桥结构健康监测系统初步设计方案 1桥梁健康监测的必要性 由于气候、环境等自然因素的作用和日益增加的交通流量及重车、超重车过桥数量的不断增加，大跨度桥梁结构随着桥龄的不断增长，结构的安全性和使用性能必然发生退化。自1940年美国Tacoma悬索桥发生风毁事故以后，桥梁结构安全监测的重要性就引起人们的注意。但是受科技水平的限制和人们对自然认识的局限性，早期的监测手段比较落后，在工程应用上一直没有得到很好的发展。20世纪80年代以来，在北美、欧洲和亚洲的一些国家和地区，相继发生了桥梁结构的突然性断裂事件，这些灾难性事故不仅引起了公众舆论的严重关注，也造成国家财产的严重损失，威胁到人民生命安全。国外从20世纪80年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康监测系统。例如，英国在总长522mM的三跨变高度连续钢箱梁桥Foyle桥上布设传感器，监测大桥运营阶段在车辆与风荷载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应，同时监测环境风和结构温度场。国外建立健康监测的典型桥梁还有英国主跨194mM的Flintshire独塔斜拉桥、日本主跨为1991mM 的明石海峡大桥和主跨1100m的南备赞濑户大桥、丹麦主跨1624m的Great Belt East悬索桥、挪威主跨为530m的Skarnsunder斜拉桥、美国主跨为440m的Sunshine Skyway Bridge斜拉桥以及加拿大的Confederatio Bridge桥。中国自20世纪90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的长期监测系统，如香港的Lantau Fixed Crossing和青马大桥、内地的虎门大桥、徐浦大桥，江阴长江大桥等在施工阶段已安装健康监测用的传感设备，以备运营期间的实时监测。 导致桥梁结构发生破坏和功能退化的原因是多方面的，有些桥梁的破坏是人为因素造成的，但大多数桥梁的破坏和功能退化是自然因素造成的。自然原因中，循环荷载作用下的裂缝失稳扩展是造成许多桥梁结构发生灾难性事故的主要原因。近年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳和监测养护措施不足，从而严重影响构件的承重能力和结构的使用，进而发生事故。理论研究和经验都表明，成桥后的结构状态识别和桥梁运营过程中的损伤检测，预警及适时维修，有助于从根本上消除隐患及避免灾难性事故的发生。 现代大跨桥梁设计方向是更长、更轻柔化、结构形式和功能日趋复杂化。虽然在设计阶段已经进行了结构性能模拟实验等科研工作，然而由于大型桥梁的力学和结构特点以及所处的特定气候环境，要在设计阶段完全掌握和预测结构在各种复杂环境和运营条件下的结构特性和行为是非常困难 的。为确保桥梁结构的结构安全、实施经济合理的维修计划、实现安全经济的运行及查明不可接受的响应原因，建立大跨桥梁结构健康监测系统是非常必要的。通过健康监测发现桥梁早期的病害，能大大节约桥梁的维修费用，避免出现因频繁大修而关闭交通所引起的重大经济损失。 桥梁健康监测就是通过对桥梁结构进行无损检测，实时监控结构的整体行为，对结构的损伤位置和程度进行诊断，对桥梁的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁的维修、养护与管理决策提供依据和指导。安装结构健康监测系统是提高桥梁的养护管理水平，保证桥梁安全运营的高效技术手段。 特别值得一提的是，桥梁的健康监测和施工监控系统均是通过检测和监测手段，测试桥梁结构的内力、变形、环境和荷载，因此，它们在传感器系统、数据传输系统和数据采集系统都具有很大的共享性和重复性。此外，两个阶段在时间顺序上具有衔接性，施工监控阶段的监测数据是健康监测阶段的基础。为了节约资源、降低工程造价，应充分发挥两个系统的共享性，对上述两个系统进行统筹规划和实施，即采取统一设计、统一施工和统一管理的方式，以实现海河大桥的健康监测和施工监控两位一体的工程实施。 2海河大桥工程简况 集疏港公路二期中段工程起点于津沽一线立交以北，向北过津沽公路、海河大桥南侧收费站，与现状海河大桥相邻向北跨越海河后沿现状临港路、东海路向北分别跨越进港铁路一线，新港二号路，三号路，进港铁路二线，新港四号路，泰达大街，会展中心入口，第五大街，第八大街，第九大街，丰田七号路，与疏港二线立交相接。该段桩号范围K9+342.802~K20+419.245，路线全长11.076公里，除起点引路约500M和海河大桥南侧收费站前后各约300M为道路外，其余将近9.8公里均为高架桥。从南向北依次有津沽公路支线上跨分离式立交一座，海河特大桥一座，临港立交、泰达大街立交、第九大街立交互通式立交三座，其他与现状及规划道路交叉位置为直线上跨。海河特大桥工程为海滨大道工程的一部分，设计速度V＝80km/h，双向八车道。
桥梁健康检测技术简介（练习） 单项选择题（共20 题) 1、对于已建成的斜拉桥，适宜采用下面哪种方式进行索力监测（）A,电桥式压力环； B,振弦式锚索计； C,光纤式锚索计； D,采用振动法安装加速度传感器测定。 正确答案：D 2、下面那一项不是桥梁健康监测的主要功能（） A,结构监测； B,损伤识别；； C,荷载试验； D,状况评估。 正确答案：C 3、下面哪一种类型桥梁不需要安装健康监测系统（）
A,超宽桥梁； B,大型桥梁、结构复杂桥梁； C,存在问题桥梁或经过加固处理桥梁； D,新型受力结构桥梁。 正确答案：A 4、桥梁健康监测的主要内容为（） A,外部环境监测，通行荷载监测，结构关键部位内力监测，结构几何形态监测，结构自振特性监测，结构损伤情况监测等； B,风载、应力、挠度、几何变位、自振频率； C,外观检查、病害识别、技术状况评定； D,主要材质特性、承载能力评定。 正确答案：A 5、对于连续刚构桥梁外部环境监测的最重要内容为（） A,风速、风向； B,温度； C,湿度；
D,降雨量； 正确答案：B 6、通行荷载监测重点关注参数为（） A,通行车辆尺寸和数量； B,通行车辆的轴重和轴距，交通流量； C,大件运输车辆； D,超限运输车辆。 正确答案：B 7、下列哪项不是桥梁结构关键部位内力主要监测内容（）A,斜拉桥索力； B,梁式桥主梁跨中截面应力； C,钢管混凝土拱桥的拱脚截面应力； D,、梁式桥桥墩内力。 正确答案：D 8、下列哪项不是结构几何形态主要监测内容（） A,连续刚构桥的墩底沉降；
B,连续梁桥的主梁挠度； C,系杆拱桥的吊杆伸长量；拱桥 D,斜拉桥墩（塔）顶偏位。 正确答案：C 9、某桥梁监测结果发现该桥的自振频率有逐渐降低趋势，表明该桥（）A,刚度增大，振动周期变长，技术状况好； B,刚度增大，振动周期变短，技术状况好； C,刚度降低，振动周期变长，技术状况变差； D,刚度降低，振动周期变短，技术状况变差。 正确答案：C 10、结构损伤监测内容不含（） A,损伤部位、范围； B,、损伤类型； C,损伤开展情况； D,损伤原因。 正确答案：D
智慧农业视频监控系统解决方案 目录
第一章项目概述 1.1项目背景 近年来，随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、土壤氮噒钾含量和土壤pH值等方面，物联网技术正在精准农业发挥出越来越大的作用，从而实现科学监测，科学种植，帮助农民抗灾、减灾，提高农业综合效益，促进了现代农业的转型升级。 1.2需求分析 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义，而农业专家又相对匮乏，不能够做到在灾害发生时及时出现在现场，因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，例如食用菌工厂化，刚开始人们开始注意到CO2浓度，温湿度对作物生长的作用，但是不舍得在传感器和自动控制领域中出太多钱，每天浪费人力，去每个房间用CO2检测仪检测CO2浓度，自己去开启风机。而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。在现代农业中，大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集信息,可以帮助农民及时发现问题,并且准确地捕捉发生问题的位置。这样一来，农业逐渐地从以人力为
中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，促进了农业发展方式的很大转变。 但是仅仅依靠智能传感器实时监控农作物生长环境的各项参数。不足以完成对农作物生长的实时跟踪，及时反馈各种病虫害并由专家分析解决。众多智能感知芯片监控的环境信息最终目的便是服务于农作物的健康茁壮成长，以获取更高的经济收益。那么怎样才能实时记录农作物的生长情况，及时处理各种病虫害又避免由于每天逐一记录数据而带来的大量的人力成本呢？ 由某某市某某技术股份有线公司开发的智能农业视频监控系统可以完美的解决这个问题。 第二章设计依据与原则 2.1设计思路 智能农业监控系统以3G/wifi网络为骨架，将监控中心、远程监控工作站、数据服务器、无线移动通讯网、终端有机地结合在一起，以服务器为核心实现分布式多级监控，具有“经济、实用、性能价格比高、可伸缩性强”的优点。 2.2设计原则 先进性：本方案设计采用的产品和系统是当代先进计算机技术、安防技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是采用OFDM 通信技术，使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰落能力大大增强，并提高了无线信道的传输速率。 智能化：系统中采用的产品和平台具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、主动检测等；前端设备与系统具备良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等。
文章编号：1009-6825（2011）17-0188-02 浅议桥梁结构健康监测系统 收稿日期：2011-02-24作者简介：王 兰（1983-），女，助理工程师，中交路桥技术有限公司，北京100029 王 明（1982-），男，工程师，中铁二十二局集团第一工程有限公司，北京100040 王兰 王明 摘 要：对桥梁结构健康监测的传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统及桥梁健康评估系统进行了论述，指出了目前国内外桥梁结构健康监测系统存在的差距，阐述了应用桥梁结构健康监测系统的意义，旨在保证桥梁运 营安全。 关键词：桥梁，健康监测，系统中图分类号：U446 文献标识码：A 尽管（截止到2006年）我们国家现有桥梁已经达到了50万余座， 但是有些地方的桥梁管理者对现有桥梁的管理仍然是“被动式”的，也就是当桥梁发生安全事故的时候才对桥梁进行维护（检测和加固）。这种被动式的管理不可避免的会带来桥梁安全事故的频繁发生，如近几年的重庆彩虹桥、宜宾小南门桥、苏州堰月桥以及辽宁盘锦的田庄台桥等塌桥事故。随着桥梁管理理念的发展和桥梁检测、 健康监测以及评估方法的进步，使得变“被动式”的桥梁管理为“主动式”桥梁安全管理成为可能。“主动式”的桥梁管理核心是建立桥梁维护管理制度，定期对 桥梁进行检测（对重大桥梁安装桥梁结构健康监测系统，对其进行“实时检测”），及时了解桥梁的安全状况，并采取相应的修理措 施，避免安全事故的发生。 1桥梁结构健康监测系统基本框架 一个较为完整的桥梁结构健康监测系统一般包括以下四个 子系统：传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统和桥梁健康评估系统。 1．1传感器系统 一般桥梁结构健康监测系统选用的传感器包括两大类：一类 是监测桥梁荷载（系统输入）的传感器，一类是监测桥梁结构反应（系统输出）的传感器。 监测桥梁荷载的传感器包括以下几种：温度计、风速仪、空气温湿度计和汽车动态称重系统等；监测桥梁结构响应的传感器包括以下几种：应变计、加速度计、GPS 、倾角仪、位移计、锚索计等。 根据不同的桥梁结构形式和工程预算的约束，不同的工程可以选择不同的传感器种类和数量。传感器系统设计主要是传感器种类和数量的选择，重点是传感器布点优化设计。 1．2数据采集与传输系统 数据采集设备一般包括五种：1）通用采集仪器，主要采集电类传感器信号，一般可针对具体的项目进行特殊设计。2）光纤光栅解调仪，光纤传感器是近些年来兴起的传感器种类，对于桥梁 监测系统光纤应变计和温度计得到了日益广泛的应用，采集光纤传感器信号使用光纤光栅解调仪。3）振弦采集仪，对于振弦原理 设计的传感器必须用振弦采集设备，如锚索计等。4）GPS 接收机， GPS 数据采集由专门的系统设备完成，GPS 天线通过同轴电缆连接至相应的GPS 接收机。5）动态称重主机， WIM 系统的数据通过高速称重主机接收压电传感器和地感线圈的信号来进行采集。 数据传输包括三个层次：1）从传感器到采集设备的局部传输网络；2）从采集设备到桥头交换机二级传输网络；3）从桥头交换 机到监控中心的骨干传输网络。数据采集与传输系统主要是与 传感器匹配的采集仪器的选择、通道数和采集频率的确定，以及数据传输方案的设计。 1．3数据处理与控制系统 在结构健康监测系统中，对系统监测数据的处理根据处理方 式、处理内容以及处理顺序的不同分为数据预处理和数据后处 理。系统的数据处理功能由数据库服务器与工控机共同来完成。数据采集系统中的原始监测数据的预处理是在各子系统采 集仪上完成， 包括通用数据采集仪、光纤解调仪、GPS 接收机、WIM 称重主机。预处理后的数据经桥头交换机通过光纤传回监控中心，监控中心的工控机接收预处理后的数据并实时显示。 经预处理后的数据实时的传输至监控中心，在各工控机中通过数据处理软件进行数据后处理，由于数据后处理涉及更为复杂的处理方式，因此有时可能需要进行人机交互的数据处理方式。 1．4桥梁结构健康评估系统 桥梁结构健康监测系统直接目的是为了桥梁结构评估。桥梁结构评估包括两个层次：一个层次是基于对监测数据的分析判定桥梁上是否发生了病害，并确定病害大致位置，辅以人工检查确定病害程度和性质。第二个层次是在上述病害下桥梁是否安全，是否需要维修加固。第一个层次是桥梁损伤识别的研究范畴；第二个层次一般有基于可靠度理论的分项系数评估方法和基于精细有限元分析的力学方法。桥梁健康评估系统是桥梁健康监测系统的核心。桥梁健康评估系统主要功能是根据采集的数据和分析结果对桥梁承载能力进行评估， 为桥梁维护提供决策依据。2桥梁结构健康监测系统国内外应用现状 20世纪60年代以来，由于发达国家桥梁严重退化，安全事故不断发生和事故后果的严重性，工程技术人员对桥梁结构监测展开了积极的探索。一方面是桥梁管理系统的研究，美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家最先开发了基于计算机的桥梁管理系统，美国从20世纪60年代起就开始使用桥梁管理系统，建成了大量的数据库，以便对桥梁进行科学管理。另一方面是监测系统的研究，到90年代国内外许多大型桥梁安装了健康监测系统，如日本的明石海峡大桥、丹麦的Great Belt 和中国的江阴桥等。 中国香港的青马大桥、汀九桥和汲水门桥三座桥梁同时安装了风与结构健康监测系统WASHMS （Wind And Structural Health Monitoring System ），为便于集中管理，相关部门建立了一个整体监控中心，三座桥梁共用一套整体的数据处理与控制系统和结构健康评价系统，三座桥梁的数据采集与传输作业的控制在监控中心 · 881·第37卷第17期2011年6月 山西 建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．37No．17Jun．2011
2021年 智慧景区智能视频监控系统 建设方案
目录 1项目概述 (1) 1.1监控需求 (1) 1.2监控中心及监控分中心的设置 (2) 1.3建设高分辨率、高帧率实时监控系统 (2) 1.4建设野外高可用、高可靠监控系统 (3) 1.5本案不考虑监控用传输网络的建设内容 (3) 2系统建设难点及对应技术解决方案 (3) 2.1大屏幕显示用摄像机 (3) 2.2大量野外监控前端 (4) 2.3智能视频分析 (4) 2.4大数据量数字视频数据管理 (4) 3设计依据的标准及原则 (5) 3.1 系统设计依据的相关标准 (5) 3.2系统设计原则要求 (6) 4详细方案设计 (8) 4.1系统拓扑结构图 (8) 4.2系统布局结构图 (9) 4.3数字视频监控前端 (10) 4.3.1摄像机 (10) 4.3.2网络型普通球机：一般景点的环境监控 (10) 4.3.3网络型普通枪机：一般景点部位监控 (11)
4.3.5网络型高清枪机：重要部位的DLP监控 (16) 4.3.6网络型红外枪机：用于24小时全天候监控 (18) 4.4网络传输设计 (20) 4.4.1带宽和吞吐量 (21) 4.4.2网络延迟和时间抖动 (22) 4.4.3网络设计及规划 (23) 4.5监控后台设计 (23) 4.5.1智能分析概述 (24) 4.5.2智能监控产品的功能 (26) 4.5.3智能监控系统 (27) 4.5.4平台软件功能 (28) 5系统点位分布图 (32) 6施工组织设计及施工计划 (33) 6.1 概述 (33) 6.2 项目工作范围及双方职责 (33) 6.2.1 甲方工作范围及职责 (34) 6.2.2 本公司工作范围及职责 (34) 6.3 工程实施和管理 (35) 6.3.1 工程实施管理原则 (35) 6.3.2 工程实施管理的目标和要求 (36) 6.3.3 工程实施管理内容 (36)
桥梁健康监测系统调研报告
一、传统桥梁结构检查与评估概述 桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要。桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性，主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等，以满足预定的功能要求。桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估，并作出相应的工程决策，实施保养、维修与加固工作。评估的主要内容包括：承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测。承载能力评估与结构或构件的极限强度、稳定性能等有关，其评估的目的是要找出结构的实际安全储备，以避免在日常使用中产生灾难性后果。运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形、振动、裂缝等有关。运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要。耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因，以及其对材料物理特性的影响。 传统上，对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行。人工桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。美国联邦公路委员会的最近调查表明，根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的。传统检测方式的不足之处主要表现在： （i）需要大量人力、物力并有诸多检查盲点。现代大型桥梁结构布置极其复杂，构件多且尺寸大，加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查，因此，这对现代大型桥梁尤其突出； （ii）主观性强，难于量化。检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验。经过半个多世纪的发展，虽然桥梁的分析设计与施工技术已日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的； （iii）缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学、超声波和电磁波等技术的检测工具，都只能提供局部的检测和诊断信息，而不能提供整体全面的结构健康检测和评估信息；
智能安防监控系统方案 一、系统要求 本系统全部安装在室外并要求达到以下功能： 1、对本地域的要点地区通过摄像机进行远距离观察，有异常时录 像。 2、对监控地域的围墙进行监控，防止非本地区人员从非正常渠道进 入本地区。 3、在房间内等地方设置双监探测器来探测已经进入的非法入侵人 员。 4、在发现非正常进入的人员后马上将告警上传至警卫值班室，并发 出声光报警信号提醒保安。 二、系统构成 根据以上系统要求，系统方案构成如图：
图1、系统方案 图中各器件名称及作用如下： 1、对射式红外报警器、双监探测器 对射式红外报警器属于主动式红外报警器，成对使用。其中一个发出红外光束，另一个接收红外线光束。当有物体将红外线光束遮蔽时报警器就产生告警。对射式红外报警器依据要监测的距离长短可以选用不同探测距离的型号，一般常用的有30m、60m、100m、150m几种。 双监探测器一方面通过被动接收人体红外线来产生告警，另一方面依靠自身主动发送的微波依靠多普勒效应探测移动的物体来产生告警，所以称为双监探测器。 2、数字硬盘录像机 数字硬盘录像机拥有视频录像，响应报警，遥控输出等功能。各红外对射报警器、双监探测器等的告警信号通过数字硬盘录像机的响应通知管理员已经发生告警，另外通过事先确定好的遥控关联功能来启动光电警报器，打开灯光并录像等功能。 3、警报器 警报器由报警主机控制发出声光告警信号，通知值班人员。 4、摄像机 摄像机用于采集现场视频图像，通过数字硬盘录像机后转换成数字信号再存储好硬盘上，同时数字化的视频图像、录像还可以通过计算机来观看和调用。摄像机根据不同的使用环境，不同的使用要求可以选配不同的种类，例如要求观察远距离的图像就需要大变焦倍数的望远型摄像机，如果要求夜晚也可以观察到图像可以选用有红外夜视功能的摄像机，在走廊等小范围地点可以使用成本较低固定的广角摄像机，在室外要使用带有防水密封的护罩来保护摄
桥梁健康监测系统方案
目录 1 项目概况---------------------------------------------------------------- 1 1.1 桥梁概述----------------------------------------------------------- 1 1.2 监测目的----------------------------------------------------------- 1 1.3 监测依据----------------------------------------------------------- 1 1.4 监测内容----------------------------------------------------------- 1 2 基本思路--------------------------------------------------------------- 2 3 巴河特大桥健康监测断面及测点布置----------------------------------- 2 3.1 主梁关键截面竖向变形-------------------------------------------- 2 3.2 主梁关键截面应变监测-------------------------------------------- 3 3.3 箱梁温度、湿度--------------------------------------------------- 3 3.4 车辆荷载---------------------------------------------------------- 4 3.5 监测仪器设备------------------------------------------------------- 4 4 监测系统---------------------------------------------------------------- 4 4.1系统组成---------------------------------------------------------- 4 4.2 监测系统实施方案------------------------------------------------ 5