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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***和财产损失。对桥梁结构性能进行自动化监测和诊断，应变监测，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，应变监测费用，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，应变监测平台，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。

自动化监测系统主要功能如下：

◆ 主界面以水库分布图为背景，直观显示各水库分布位置、当前水位和降雨量数据以及设备运行状态。

◆ 集中显示各水库测点的新水位、当前降雨量、累计降雨量、电池电压和现场照片等，实时展现水位、降雨量动态曲线。

◆ 可定时更新监测数据和现场照片；可随时查看各测点的水位、降雨量数据，可远程拍摄水库现场照片。

◆ 当水库水位高于汛限水位或低于死水位时，应变监测解决方案，系统通过弹出提示框、发出报警音、向相关责任人发送报警短息等多种形式提示报警信息，并自动拍摄现场照片传送给监测中心。

◆ 兼容自报式、查询应答式等多种数据上报方式；采用自报式时支持定时上报和越限自动加报。

◆ 具备水位、降雨量和报警记录的历史查询功能，支持Excel导出和直接打印。

◆ 可任意设定起始时间，查询时段内的报警照片。

◆ 可按照时、日、月、旬、年等时间段生成水位、降雨量统计报表；可自动生成水位、降雨量过程曲线。

◆ 水库监测终端支持在线设置参数、在线升级和自动校时功能。

自动化监测

从人工测量读数和手工记录转变为仪器电子读数和电子记录，实现了测量数据采集的自动化，这可以称为“前自动化”。

对测量数据由手工计算到计算器辅助，发展为测量仪器或计算机软件程序化数据处理，实现数据处理的自动化，这可以称为“后自动化”。“前自动化”和“后自动化”均需要由人工配合才能完成整个监测过程，所以也都可以称为“半自动化”。