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橋梁結構安全監控系統


一、概述

隨著我國公路、鐵路橋梁事業的發展,橋梁越來越多,同時既有的許多橋梁亦逐漸進入了養護維修階段,有關專家認為橋梁使用超過25年以上則進入老化亦逐漸進入了養護維修階段,有關專家認為橋梁使用超過25年以上則進入老化亦逐漸進入了養護維修階段,有關專家認為橋梁使用超過25年以上則進入老化了適應公路運輸載重量不斷發展的要求,充分利用現有的公路橋梁,使之能繼續安全地為公路運輸服務,根據交通部頒布的《公路養護技術規范》要求,必須對橋梁進行鑒定。

為了隨時了解橋梁施工狀態,對突發事故進行提前預警,維護橋梁施工的安全和社會穩定,讓類似于杭州橋梁塌方這樣的悲劇不會再次上演,對橋梁實行全方位的動態實時監測勢在必行。

建設橋梁安全監測與診斷系統,實現對橋梁安全運行全生命周期的監測和管理系統,實時監測和跟蹤材料、環境、載荷等對橋梁結構性能的影響,及時查明結構現存缺陷與質量衰變,并評估分析其在所處環境條件下的可能發展勢態及其對結構安全運營造成的可能潛在威脅,為養護需求、養護措施等決策提供科學依據,以達到運用有限的養護資金獲得最佳養護效果,確保結構安全運營的目的。

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二、智慧橋梁結構安全監測系統

 橋梁安全監測的內容主要是應力應變、撓度、振動等能夠反映橋梁的靜、動態結構響應的參數,以及橋梁的外部環境因子。通過視頻信息、移動目標分析、結構安全參數、環境參數、外部系統信息的采集、接入、處理等,實現橋梁健康診斷、超載車輛識別、橋梁事故早期預警等功能。

橋梁安全監控系統一般包括四個系統 ,即現場傳感器系統、數據采集與傳輸系統、監測中心數據處理與軟件分析系統、供配電系統。傳感器系統檢測相關數據。數據采集與傳輸系統將傳感器檢測的相關數據進行采集和預處理,并經過光纖調制解調器和光纜將預處理后的數據傳輸至監測中心。監測中心設備負責將傳輸到的數據進行存儲、顯示以及建立和外場設備的通信,軟件負責數據的統計、分析、報警、評估等。供配電系統負責向外場的傳感器、數據采集和傳輸設備及監測中心的設備進行供電。 

橋梁監測主要對重點橋梁進行結構監測,結構動態特性監測,氣象監測和(或)視頻監測。 

結構監測:主梁撓度、墩柱傾斜、支座位移、結構體裂縫、應力應變監測等。 

氣象監測:主要是橋梁所在位置的降水量和大氣條件,溫濕度、氣壓、風等。 

振動監測:主要監測橋梁在三方向所受的振動情況,自振特性及索力監測等。 

視頻監測:監測橋梁路面車輛運營的情況。 

三、軟件監測系統 

 ◆ 系統采用B/S和C/S相結合模式設計

系統的設計是基于GPRS數據傳輸技術和網絡技術之上的,軟件開發采用B/S和C/S兩種結構相結合的方式設計:

1)數據匯集處理和前端控制程序等應用系統采用C/S體系結構。

2)監控調度人員使用客戶端軟件訪問系統完成所有操作,采用C/S體系結構。其他非監控類人員使用瀏覽器訪問系統完成所有操作,采用B/S體系結構。

C/S與B/S系統結構模式介紹:

軟件開發采用目前比較流行和成熟的應用集成體系結構模式主要有客戶/服務器(Client/Server,簡稱C/S)兩層體系結構模式以及瀏覽器/服務器(Browser/Server,簡稱B/S)三層體系結構模式。

B/S結構具有良好的擴充性,對客戶端沒有任何特殊要求,對用戶數也沒有限制,只需支持網絡并具有瀏覽器功能即可。B/S模式只在服務器安裝應用程序,客戶端不須安裝程序,直接使用IE或其他瀏覽器即可使用,修改應用程序只與服務器有關,客戶端不作任何改動,操作簡單,維護方便。

C/S結構具有較強的互動性,特別有利于系統的維護和復雜功能的實現,可以對信息進行各種操作,在高速網絡環境下可以滿足不同用戶的需要。

◆ 支持瀏覽器、客戶端軟件登錄網絡(因特網、局域網)訪問系統。

系統軟件采用Web技術,局域網用戶可通過內網訪問,廣域網用戶可通過公網訪問系統,經認證用戶名和密碼后進入相應級別管理系統,進行相關操作與管理。 

◆ 軟件模塊化設計,主要包括系統信息管理、測點信息管理、實時在線監測、歷史記錄管理、報警信息管理、報表曲線分析、日志管理等功能模塊 

1,可實時監測橋梁的各測點測量參數。系統應能在無人值守條件下連續運行,采集到的數據可供遠程傳輸,采樣參數可遠程在線設置。橋梁數據以數字或曲線圖形式實時顯示、記錄和打印,24小時連續采樣,在報警狀態下能夠進行特殊采樣和人工干預采樣。可根據需要設定測點數據,對原始數據不僅可進行濾波、計算等處理。 

2,監測數據能夠以多種數據庫形式保存并可進行歷史數據查詢,還可以直接生成 EXCEL或其他形式報表。 

3,系統具有實時自診斷功能,能夠識別傳感器失效、信號異常等;出現故障時,應能立即自動地將故障信息上傳至監控中心,并激活報警信息,同時故障的傳感器或子系統不影響其他傳感器或系統正常工作;現場即時上傳報警信息時,監控中心主機會出現明顯的報警畫面和警報信息。 

4,當系統的部分暫時斷電時,系統的各個部分應無需人為干涉即可自動重啟、同步校準和繼續正確運行,并保留斷點信息。

5,能對系統中的每一用戶進行口令和操作權限的管理,能對不同的用戶分配不同的系統訪問、操作權限級別,保障運行系統的安全性。 

7,實現對系統信息打印的管理功能,提供實時打印、定時打印、隨機打印功能。支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統計計算結果等的打印。

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