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桥梁结构安全监控系统


一、概述

随着我国公路、铁路桥梁事业的发展,桥梁越来越多,同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化亦逐渐进入了养护维修阶段,有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化了适应公路运输载重量不断发展的要求,充分利用现有的公路桥梁,使之能继续安全地为公路运输服务,根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求,必须对桥梁进行鉴定。

为了随时了解桥梁施工状态,对突发事故进行提前预警,维护桥梁施工的安全和社会稳定,让类似于杭州桥梁塌方这样的悲剧不会再次上演,对桥梁实行全方位的动态实时监测势在必行。

建设桥梁安全监测与诊断系统,实现对桥梁安全运行全生命周期的监测和管理系统,实时监测和跟踪材料、环境、载荷等对桥梁结构性能的影响,及时查明结构现存缺陷与质量衰变,并评估分析其在所处环境条件下的可能发展势态及其对结构安全运营造成的可能潜在威胁,为养护需求、养护措施等决策提供科学依据,以达到运用有限的养护资金获得最佳养护效果,确保结构安全运营的目的。

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二、智慧桥梁结构安全监测系统

 桥梁安全监测的内容主要是应力应变、挠度、振动等能够反映桥梁的静、动态结构响应的参数,以及桥梁的外部环境因子。通过视频信息、移动目标分析、结构安全参数、环境参数、外部系统信息的采集、接入、处理等,实现桥梁健康诊断、超载车辆识别、桥梁事故早期预警等功能。

桥梁安全监控系统一般包括四个系统 ,即现场传感器系统、数据采集与传输系统、监测中心数据处理与软件分析系统、供配电系统。传感器系统检测相关数据。数据采集与传输系统将传感器检测的相关数据进行采集和预处理,并经过光纤调制解调器和光缆将预处理后的数据传输至监测中心。监测中心设备负责将传输到的数据进行存储、显示以及建立和外场设备的通信,软件负责数据的统计、分析、报警、评估等。供配电系统负责向外场的传感器、数据采集和传输设备及监测中心的设备进行供电。 

桥梁监测主要对重点桥梁进行结构监测,结构动态特性监测,气象监测和(或)视频监测。 

结构监测:主梁挠度、墩柱倾斜、支座位移、结构体裂缝、应力应变监测等。 

气象监测:主要是桥梁所在位置的降水量和大气条件,温湿度、气压、风等。 

振动监测:主要监测桥梁在三方向所受的振动情况,自振特性及索力监测等。 

视频监测:监测桥梁路面车辆运营的情况。 

三、软件监测系统 

 ◆ 系统采用B/S和C/S相结合模式设计

系统的设计是基于GPRS数据传输技术和网络技术之上的,软件开发采用B/S和C/S两种结构相结合的方式设计:

1)数据汇集处理和前端控制程序等应用系统采用C/S体系结构。

2)监控调度人员使用客户端软件访问系统完成所有操作,采用C/S体系结构。其他非监控类人员使用浏览器访问系统完成所有操作,采用B/S体系结构。

C/S与B/S系统结构模式介绍:

软件开发采用目前比较流行和成熟的应用集成体系结构模式主要有客户/服务器(Client/Server,简称C/S)两层体系结构模式以及浏览器/服务器(Browser/Server,简称B/S)三层体系结构模式。

B/S结构具有良好的扩充性,对客户端没有任何特殊要求,对用户数也没有限制,只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器安装应用程序,客户端不须安装程序,直接使用IE或其他浏览器即可使用,修改应用程序只与服务器有关,客户端不作任何改动,操作简单,维护方便。

C/S结构具有较强的互动性,特别有利于系统的维护和复杂功能的实现,可以对信息进行各种操作,在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。

◆ 支持浏览器、客户端软件登录网络(因特网、局域网)访问系统。

系统软件采用Web技术,局域网用户可通过内网访问,广域网用户可通过公网访问系统,经认证用户名和密码后进入相应级别管理系统,进行相关操作与管理。 

◆ 软件模块化设计,主要包括系统信息管理、测点信息管理、实时在线监测、历史记录管理、报警信息管理、报表曲线分析、日志管理等功能模块 

1,可实时监测桥梁的各测点测量参数。系统应能在无人值守条件下连续运行,采集到的数据可供远程传输,采样参数可远程在线设置。桥梁数据以数字或曲线图形式实时显示、记录和打印,24小时连续采样,在报警状态下能够进行特殊采样和人工干预采样。可根据需要设定测点数据,对原始数据不仅可进行滤波、计算等处理。 

2,监测数据能够以多种数据库形式保存并可进行历史数据查询,还可以直接生成 EXCEL或其他形式报表。 

3,系统具有实时自诊断功能,能够识别传感器失效、信号异常等;出现故障时,应能立即自动地将故障信息上传至监控中心,并激活报警信息,同时故障的传感器或子系统不影响其他传感器或系统正常工作;现场即时上传报警信息时,监控中心主机会出现明显的报警画面和警报信息。 

4,当系统的部分暂时断电时,系统的各个部分应无需人为干涉即可自动重启、同步校准和继续正确运行,并保留断点信息。

5,能对系统中的每一用户进行口令和操作权限的管理,能对不同的用户分配不同的系统访问、操作权限级别,保障运行系统的安全性。 

7,实现对系统信息打印的管理功能,提供实时打印、定时打印、随机打印功能。支持对图形、报表、曲线、报警信息、各种统计计算结果等的打印。

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