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自动化监测项目背景

某高墩桥为新建桥梁，右幅全桥共3联，上部结构采用装配式预应力混凝土组合箱梁，桥总长为260.5米。左幅全桥共3联，上部结构采用装配式预应力混凝土组合箱梁，桥总长为261.5米。本项目主要以桥梁挠度、桥墩倾斜等结构整体响应监测为主，同时对桥址所处环境的风速风向、温湿度等进行监测；实现了对桥梁7*24小时全天候远程实时监测。

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，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，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。

自动化监测构成

自动化监测通常由以下几部分构成：

1. 传感器：用于感知监测对象的状态和环境参数，如温度、湿度、压力、流量等。

2. 数据采集器：用于接收传感器采集的数据并对其进行处理和存储。

3. 控制器：根据数据采集器采集到的数据，对监测对象进行控制和调节。

4. 通信设备：用于将监测对象的数据传输到远端服务器或数据中心，实现远程监测。

5. 软件系统：用于管理、计算和分析监测数据，并提供相应的报警和预警功能。

这些部分相互协作，构成了自动化监测系统。该系统可以广泛应用于各种领域，如工业生产、环境监测、能源管理等。

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。