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無線實時遠程橋梁監測系統方案介紹

無線實時遠程橋梁監測系統方案介紹

2013/8/2 15:56:41

一、 概述

隨著橋梁分析理論、施工技術、材料性能的迅速發展,橋梁跨度越來越大。橋梁結構越來越柔,跨徑越來越大,不僅要求精確嚴密的計算與施工技術,而且對橋梁建成后的安全養護提出了更高的要求。

然而,在當前的橋梁養護工作中存在許多不足:(1)工作效率低。橋梁的檢查主要是有技術人員到橋梁現場定期檢查,查看一座橋梁需花費一個人半天或一天的時間,工作效率低,不適合現代大量橋梁養護護理的要求。(2)準確性差。目前橋況數據基本上以人工采集為主,需通過檢查人員到橋梁現場進行目視檢查獲得外部現狀,通過各種外部特征來綜合判斷橋梁狀況。由于技術人員用肉眼檢查橋梁的現狀,工作中存在隨意性,在橋梁病害尺度的把握上存在著人為差別,而對于肉眼無法看出的危險情況則又無法準確的把握,使得評價結論的準確性較差。(3)養護費用高。橋梁養護的經費主要用于橋梁的加固、改造,由于缺乏預防性養護的投入,造成“出現大病后花大錢治”的現狀。(4)安全性低。由于橋梁的數量巨大,而技術人員和設備的有限,導致無法對運營中的所有(或大部分)橋梁進行有效的橋況評估,時常遺漏一些危橋的重要信息而發生車毀人亡的事故。

我國正處于大規模的土木工程和基礎設施建設時期,許多世界矚目的跨海橋梁工程與基礎設施已經規劃或正在建設之中。我國大量公路和鐵路工程建設和安全運行的需求為橋梁工程監測及其集成系統的研究、開發與應用提供了廣闊的平臺和前所未有的機遇。

遠程監控管理系統是在線實時監測與現代IT技術完美結合的產物。它的一個顯著特點是通過先進技術在傳統行業的應用,縮短時空差異,把傳統產業中不同時間、不同地點發生的事整合到一起,形成統一信息平臺。該系統可以將在建和已建成的所有橋梁通過無線遠程監測系統,匯入到一個平臺(服務器),監控和管理人員可通過控制中心隨時查看所有橋梁的健康狀況;同時也可通過互聯網,隨時隨地查看各種數據;對于有危險的橋梁,也可通過GSM短信,及時發送到相關人員的手機上,以便及時處理險情,避免發生車毀人亡的事故。

二、 系統介紹

1. 介紹

無線實時遠程橋梁監測系統,將每個橋梁作為一個子系統,每個子系統由若干個無線數據采集終端構成,將各種傳感器信號通過無線ZIGBEE方式傳輸,組成一個ZIGBEE局域網,電源采用太陽能電板加蓄電池方案;再將每個橋梁/子系統/局域網通過GPRS/3G轉換器,通過GPRS/3G/Internet連接到控制中心(服務器);這樣整個系統可以匯入到一個管理平臺,便于管理;同時各種監測數據實時傳輸,每座橋梁的實時狀態都可以隨時掌握;監測數據全部都存儲在數據服務器上,便于數據分析;系統具有自動報警功能,根據監測數據,對有險情的橋梁及時發出報警信號;也可以通過GSM短信報警,通知相關人員。

采用太陽能電板和電池供電,采用無線傳輸,既解決現場電源問題,又方便布線,同時后續傳感器終端的擴展也很方便,不需要二次施工。

3. 系統功能

1) 實時在線數據監測;

溫濕度、斜度、位移、擾度、表面應力、速度、裂縫數據實時監測。

2) 定位追溯;

3) 預案管理;

4) 領導桌面;

信息經過多層處理,使管理者或主管實現對全局“一目了然”。

5) 指揮調度;

6) 統計決策;實現歷史數據存貯,便于統計、分析、決策。

7) 遠程在線監控;

只要有1臺能上網的計算機,通過網頁登陸的方式,并根據用戶名和權限,隨時隨地查看各種數據。

8) 險情自動報警;

系統可自動報警,可也通過GSM短信直接通知相關人員,以便及時處理。

三、 傳感器終端

1) 溫濕度傳感器終端

2) 斜度傳感器終端

3) 位移傳感器終端

4) 撓度傳感器終端

5) 表面應力傳感器終端

6) 振動速度傳感器終端

7) 裂縫傳感器終端

四、 其他

1) ZIGBEE無線模塊

ZIGBEE模塊采用CS-iCN-01無線ZIGBEE協調器。

2) GPRS/3G無線模塊

采用CS-iSN-01無線GPRS模塊和CS-iSN-02無線3G 模塊。

3) 服務器

采取客戶/服務器方式設計,將數據和操作界面分離,保證了數據的安全性和穩定性。支持分中心建設、功能擴充及擴容升級:監控中心建成后,在各地建設遠程分中心將簡便易行、成本低廉。

4) 客戶端

普通能上網的電腦

5) 電源

電源采用太陽能電池加蓄電池,解決現場

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