桥梁自动化在线监测解决方案
一、概述
现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点,对交通运输发展具有重大影响。桥梁在长期的使用过程中,由于环境侵蚀、材料老化和日益加重的交通量及重车、超重车数量的不断增加,导致桥梁结构损伤和功能退化。从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降,情况下导致灾难事故发生,造成重大的人员伤亡和财产损失。对桥梁结构性能进行自动化监测和诊断,及时进行损伤评估和安全预警已成为未来桥梁建设的必然要求。
二、系统组成
桥梁自动化在线监测系统是集物联网、传感器、无线传输、云计算等技术于一体的自动化监测系统。该系统通过采集桥梁关键部位的结构和环境数据,对桥梁结构的工作状态、使用性能进行实时监测和分析评估,根据系统采集的关键数据为桥梁在特殊气候、交通状况或桥梁运行中的严重异常状况触发预警信号,为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导,以保证桥梁在营运期间的安全性。桥梁自动化在线监测系统架构如下图所示,其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。
感知层:主要完成待监测物理量的信号转换,应变监测,其由多种类型智能传感器构成,主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。数据采集层主要负责数据采集,将感知层转换后的电信号转换成数字信号,以方便数据远距离传输。
传输通信层:负责采集层与云平台之间通信及数据传输,数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据发送到云平台及云平台数据下发;无线传输主要通过2G/3G/4G/5G将数据传输到云平台及云平台数据下发。
应用层:负责数据信息化管理,应变监测软件,如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、预警等。预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员,并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。
自动化监测优势
不受复杂气象环境和项目现场偏僻及交通限制的影响,人工监测受现场能见度以及雨雾天气的影响较大,同时受偏远地区交通条件制约,此外地铁、隧道等,因空间有限,应变监测系统,很多时候人工监测需要阻断交通,自动化监测则不受上述条件制约。
人工监测的数据是由一些点组成的,靠点去模拟线,从而推断危害发展趋势,应变监测设备,不能掌握点与点之间的结构物状态
自动化监测要求
监测系统基本要求:
(1)满足监测对象的所有监测参数的需求;
(2)系统稳定、耐久,连续24小时自动采集,系统寿命满足监测周期的需求;
(3)数据真实,采集、传输、存储过程不丢失、数据存储备份能力满足需求;
(4)适应结构所处日常环境、气候和突发事件三种工况,工作正常。由于监测的结构物不同,所以需要监测的内容也是不同的。
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