第18章 后記-以感知計算為主導邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測

后

記

以感知計算為主導，邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測橋梁工程結構智慧監(jiān)測——理論與實踐123已有橋梁監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題智慧橋梁監(jiān)測系統(tǒng)設計原則和指導思想邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測系統(tǒng)CONTENTS1已有橋梁監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題結構健康監(jiān)測的概念自上個世紀八十年代被提出以來，很快就成為學術界和工程界矚目的對象，與之相關各個研究方向都取得了極大的進展，尤其是在傳感技術、通訊技術、信息技術等領域，一些成果也得到了工程界的積極響應，被應用到監(jiān)測系統(tǒng)的實踐中，尤其是在橋梁結構的監(jiān)測中。不完全統(tǒng)計，國際上僅特大型橋梁已有500余座安裝了各類監(jiān)測系統(tǒng)，國內已有近300座橋梁安裝有監(jiān)測系統(tǒng)。應該說，從工程應用熱絡程度來看，形勢還是喜人的。從已建成橋梁結構監(jiān)測系統(tǒng)來看，由于缺乏設計理論的指導，相當數(shù)量的已建系統(tǒng)沒有得到事先周全、良好的設計；建成后，并不能實現(xiàn)承諾的監(jiān)測目的，監(jiān)測效果不佳，不能發(fā)揮其應有的作用，基本上可歸于盲目建設的工程之類。1、缺少需求分析環(huán)節(jié)。

2、目標設定不妥當或缺失。3、采用的監(jiān)測技術與監(jiān)測目的相脫節(jié)。4、缺乏對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析利用能力。對于橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的設計，應該在具體的技術設計之前，增加一個概念設計的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)應從傳感器、通訊、信息技術等具體技術規(guī)劃中抽離，只從結構的特點、力學行為規(guī)律的分析角度，集中地解決上述四點不足。2智慧橋梁監(jiān)測系統(tǒng)設計原則和指導思想設計原則基于監(jiān)測模式概念的結構監(jiān)測系統(tǒng)設計體系設計原則結構監(jiān)測系統(tǒng)概念設計研究思路指導思想以首先從具體橋梁工程結構的特點和實際監(jiān)測需求出發(fā)，以監(jiān)測模式為主線，研究監(jiān)測目標體系和指標體系的構建方法、監(jiān)測方案設計和測點布置方法、監(jiān)測指標的抽取算法和基于指標的狀態(tài)識別和趨勢跟蹤算法，形成一套較為完善的橋梁結構監(jiān)測系統(tǒng)概念設計理論和方法，以期將對傳感、通訊、信息技術等形式和手段的關注從橋梁結構監(jiān)測系統(tǒng)的概念設計中剝離，使得設計者能夠從更純粹和專業(yè)的角度考慮和解決基礎性監(jiān)測問題，最終提升系統(tǒng)的品質。3邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測系統(tǒng)明顯區(qū)別1、系統(tǒng)采用全壽命的設計理念進行設計，建成的系統(tǒng)可覆蓋橋梁的整個服役周期2、系統(tǒng)具有智慧功能，盡可能地將數(shù)據(jù)處理分析、特征和指標的抽取計算、基于指標或特征的結構狀態(tài)評估預警、輔助管養(yǎng)決策功能加以軟件化、自動化、智能化和實時化，最大程度解放人工數(shù)據(jù)分析的人力，加深分析深度，提高分析時效性，真正實現(xiàn)智慧高鐵橋梁。體現(xiàn)措施1、對于橋梁的少數(shù)關鍵信息，比如部分構件的恒載效應信息，可在該構件的工廠制造階段，安裝少數(shù)FBG應變傳感器。2、對于大多數(shù)監(jiān)測內容，采用可更換的監(jiān)測傳感技術，克服傳感器穩(wěn)定工作壽命不足的缺點，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的全服役期覆蓋。3、采用具有全壽命特點的監(jiān)測指標作為橋梁狀態(tài)評估和安全預警的主要指標，保證了系統(tǒng)監(jiān)測評估的全壽命連續(xù)性。具有全壽命特征監(jiān)測指標的特點1、指標具有良好的穩(wěn)定性。2、監(jiān)測指標的變化也應該具備單向、不可逆的特征。3、指標具有結構性能的全壽命跟蹤能力。4、監(jiān)測指標具有良好的可接續(xù)性。5、指標具有敏銳的表征性能。系統(tǒng)智慧化特色的體現(xiàn)具備全壽命特征的監(jiān)測指標，均可從直接可測量里計算得到。根據(jù)上述設計原則和指導思想，以及建設全壽命監(jiān)測系統(tǒng)的技術要求，所建設的監(jiān)測系統(tǒng)就必須依賴于系統(tǒng)的智慧化。系統(tǒng)必須依賴軟件系統(tǒng)，來實時、自動化、智能化的處理原始監(jiān)測數(shù)據(jù)、識別監(jiān)測指標，根據(jù)指標做進一步的分析、判斷，進而形成智能化的系統(tǒng)。智能化：監(jiān)測系統(tǒng)按照既定的數(shù)據(jù)處理流程按部就班的處理分析數(shù)據(jù)。智慧化：理性地選擇、調配、管理智