《城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)》

T/CSPSTC×-2020

城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)的術(shù)語(yǔ)、基本要求、技術(shù)流程和要求、數(shù)據(jù)成果

等內(nèi)容。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化監(jiān)測(cè)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用

于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB50490-2009城市軌道交通技術(shù)規(guī)范

GB50911-2013城市軌道交通工程測(cè)量技術(shù)規(guī)范

GB50490-2009城市軌道交通技術(shù)規(guī)范

GB50982-2014建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

GB50026-2007工程測(cè)量規(guī)范

GB/T30012-2013城市軌道交通運(yùn)營(yíng)規(guī)范

GB/T50833-2012城市軌道交通工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T18567-2010高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式

GB/T16566-2018鐵路隧道詞匯

CJJ37-2012(2016年版)城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范

CJJ36-2016城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范

CJJ99-2017城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

CJJ242-2016城市道路與軌道交通合建橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范

CECS333：2012結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

JGJ8-2016建筑變形測(cè)量規(guī)范

JTG/TD70-2010公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則

JTG3370.1-2018公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范

Q/CR9218-2015鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程

JTS215-2018碼頭結(jié)構(gòu)施工規(guī)范

GB/Z33750-2017物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作指南

GB/T33474-2016物聯(lián)網(wǎng)參考體系結(jié)構(gòu)

GB/T34069-2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器特性與分類

GB/T34068-2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器接2口規(guī)范

GB/T36620-2018面向智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用指南

YD/T3331-2018面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT）無(wú)線網(wǎng)總體技術(shù)要求

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GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB/T22239-2019信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求

CJJ/T100-2017城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T18578-2008城市地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1基礎(chǔ)設(shè)施

3.1.1

軌道交通urbanrailtransit

采用專用軌道導(dǎo)向運(yùn)行的城市公共客運(yùn)交通系統(tǒng)包括地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有

軌電車、磁浮系統(tǒng)、自動(dòng)導(dǎo)向軌道系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)。

3.1.2

城市道路urbanroad

通達(dá)城市的各地區(qū)，供城市內(nèi)交通運(yùn)輸及行人使用，便于居民生活、工作及文化娛樂活動(dòng)，

并與市外道路連接負(fù)擔(dān)著對(duì)外交通的道路。城市道路包括城市快速路、主干路、次干路和支路。

3.1.3

城市橋梁urbanbridge

城市范圍內(nèi)，修建在河道上的橋梁和道路與道路立交、道路跨越鐵路的立交橋及人行天橋。

3.1.4

公路隧道highwaytunnel

供汽車及非機(jī)動(dòng)車和行人通行的地下通道，一般分為汽車專用隧道和汽車、非機(jī)動(dòng)車與行

人共同同行的隧道。

3.1.5

主體結(jié)構(gòu)mainstructure

主體結(jié)構(gòu)工程是指在地基基礎(chǔ)之上，承擔(dān)、傳遞所有上部荷載，維護(hù)上部結(jié)構(gòu)主體性和穩(wěn)

定性的承重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體系，包括混凝土結(jié)構(gòu)工程、砌體結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)工程等。

3.1.6

附屬結(jié)構(gòu)attachmentstructure

附屬結(jié)構(gòu)工程是指主體結(jié)構(gòu)工程外的固定結(jié)構(gòu)部分，是基礎(chǔ)設(shè)施使用功能的重要組成部

分。包括非承重結(jié)構(gòu)、附著于主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、裝飾構(gòu)件等。

3.1.7

附屬設(shè)施affiliatedfacilities

基礎(chǔ)設(shè)施中為基礎(chǔ)設(shè)施使用功能服務(wù)的附屬機(jī)械、電氣設(shè)施、部件和系統(tǒng)，主要包括電梯、

照明和應(yīng)急電源、通信設(shè)備，管道系統(tǒng)、采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，煙火監(jiān)測(cè)和消防系統(tǒng)，公用天

線等。

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3.1.8

設(shè)施周邊環(huán)境surroundingbuildings

交通基礎(chǔ)設(shè)施周圍可能受其施工或運(yùn)營(yíng)影響的其他建筑、道路、管線、地面等。

3.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

3.2.1

變形監(jiān)測(cè)deformationmonitoring

對(duì)主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施及周邊環(huán)境等監(jiān)測(cè)對(duì)象的豎向、水平、傾斜等變化所進(jìn)

行的量測(cè)工作。

3.2.2

力學(xué)監(jiān)測(cè)mechanicalmonitoring

對(duì)主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施及周邊環(huán)境等監(jiān)測(cè)對(duì)象所承受的拉力、壓力等變化所進(jìn)

行的量測(cè)工作。

3.2.3

環(huán)境監(jiān)測(cè)environmentalmonitoring

基礎(chǔ)設(shè)施所在區(qū)域的自然環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)、溫度、濕度、降雨等。

3.2.4

響應(yīng)監(jiān)測(cè)responsemonitoring

在荷載作用下主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)等構(gòu)件產(chǎn)生的應(yīng)變、裂縫、腐蝕、拉索索力、支座反力、

基礎(chǔ)沖刷等。

3.2.5

自動(dòng)監(jiān)測(cè)automaticmonitoring

由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制傳感設(shè)備對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)。

3.2.6

人工監(jiān)測(cè)manualmonitoring

由人工控制傳感設(shè)備對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行非連續(xù)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)。

3.3數(shù)據(jù)處理

3.3.1

數(shù)據(jù)預(yù)處理datapreprocessing

在進(jìn)行專項(xiàng)數(shù)據(jù)處理以前開展的數(shù)據(jù)處理工作。常見處理方法包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、

數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)變換等。

3.3.2

安全評(píng)估safetyevaluation

通過安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)前的工作狀態(tài)，并與相應(yīng)的臨界狀態(tài)進(jìn)行比較分析，評(píng)

價(jià)其安全等級(jí)。

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3.3.3

專項(xiàng)評(píng)估specialevaluation

交通基礎(chǔ)設(shè)施遭受洪水、流冰、漂流物、船舶或車輛撞擊、滑坡、泥石流、地震、風(fēng)災(zāi)、

海嘯、火災(zāi)、化學(xué)劑腐蝕和特殊車輛過橋等突發(fā)事件后，確定結(jié)構(gòu)整體或局部構(gòu)件安全狀態(tài)的

評(píng)估方法。

3.3.4

統(tǒng)計(jì)建模statisticalmodeling

利用各種統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計(jì)模型和探索處理的過程。

3.3.5

預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)forcastandprediction

根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)特性，利用經(jīng)驗(yàn)的或系統(tǒng)模擬的方法估計(jì)一定時(shí)限之后的結(jié)構(gòu)狀態(tài),

并進(jìn)行該數(shù)據(jù)的發(fā)布。

3.4數(shù)據(jù)通訊

3.4.1

有線傳輸wiretransmission

在兩個(gè)通信設(shè)備之間通過物理連接，將信號(hào)從一方傳輸?shù)搅硪环降募夹g(shù)。

3.4.2

無(wú)線傳輸wirelesstransmission

在兩個(gè)通信設(shè)備之間不使用任何物理連接，而是通過空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)。

3.4.3

同步傳輸synchronoustransmission

發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘是統(tǒng)一的、字符與字符間的傳輸是同步無(wú)間隔的數(shù)據(jù)傳輸方式。

3.4.4

異步傳輸asynchronoustransmission

不要求發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘完全一樣，字符與字符間的傳輸是異步的數(shù)據(jù)傳輸方式。

3.5智能系統(tǒng)

3.5.1

傳感器

能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件

和轉(zhuǎn)換元件組成。

3.5.2

采集器

將傳感器感知物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的設(shè)備；

3.5.3

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低功耗終端

指通過便攜電池供電即可滿足需求工作時(shí)長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備。

3.5.4

采集網(wǎng)關(guān)

采集網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈接，具有協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)交互的功能。

3.5.5

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由監(jiān)測(cè)設(shè)備組成實(shí)現(xiàn)一定監(jiān)測(cè)功能的軟件及硬件集成。

3.5.6

指令協(xié)議

指不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互的應(yīng)用層通信約定。

3.5.7

指令幀

由采集器發(fā)送至傳感器的通信字符串稱為指令幀。

3.5.8

響應(yīng)幀

由傳感器返回至采集器的通信字符串稱為響應(yīng)幀。

3.5.9

數(shù)據(jù)中心

由計(jì)算機(jī)場(chǎng)站（機(jī)房）、機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施、信息系統(tǒng)硬件（物理和虛擬資源）、信息系統(tǒng)軟件、

信息系統(tǒng)資源（數(shù)據(jù)）和人員以及相應(yīng)的規(guī)章制度組成的組織。

3.5.10

監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)

提供多類型監(jiān)測(cè)設(shè)備的接入與管理，并為上層多種監(jiān)測(cè)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)與服務(wù)的支撐能力，

基于數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的管理與養(yǎng)護(hù)。

3.5.11

規(guī)則模型

通過對(duì)數(shù)據(jù)處理的輸入、輸出、處理莫斯進(jìn)行抽象建模形成的引擎化規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的

范化計(jì)算。

3.5.12

腳本建模

對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、建模過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)腳本語(yǔ)言設(shè)計(jì)，將處理核心算法進(jìn)行腳本化。

3.5.13

流數(shù)據(jù)

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流數(shù)據(jù)是一組順序、大量、快速、連續(xù)到達(dá)的數(shù)據(jù)序列。

3.5.14

智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是采用傳感技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽取傳感數(shù)據(jù)并計(jì)算，快速識(shí)別基礎(chǔ)設(shè)施

的異常情況，并以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)，從而有效進(jìn)行事前預(yù)警，事中處理，事后決策

的全自動(dòng)、全天候、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的智能系統(tǒng)。

4基本規(guī)定

4.1設(shè)施管理

4.4.1城市交通基礎(chǔ)設(shè)施從施工到運(yùn)營(yíng)全生命周期過程中應(yīng)加強(qiáng)安全智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

以及信息化系統(tǒng)的建設(shè)工作。

4.4.2基礎(chǔ)設(shè)施管理應(yīng)遵循既有建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)相關(guān)規(guī)定，開展必要的安全監(jiān)測(cè)工作。

4.4.3智能監(jiān)測(cè)工作應(yīng)將人工巡查方法與傳感器技術(shù)手段充分整合，充實(shí)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資

料，提高安全評(píng)估分析結(jié)果的可靠性。

4.4.4基礎(chǔ)設(shè)施的安全監(jiān)測(cè)進(jìn)行專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)包括但不限于以下部分：

a)基礎(chǔ)設(shè)施概況；

b)監(jiān)測(cè)目的和依據(jù)；

c)監(jiān)測(cè)內(nèi)容及項(xiàng)目；

d)智能監(jiān)測(cè)方法及實(shí)施；

e)人工檢核實(shí)施方法；

f)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與信息反饋；

g)監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)方案。

4.4.5監(jiān)測(cè)實(shí)施期間，建設(shè)方或管理方應(yīng)協(xié)助監(jiān)測(cè)單位做好自動(dòng)化智能監(jiān)測(cè)設(shè)施、設(shè)備的

防護(hù)工作，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置專用的警示標(biāo)語(yǔ)、指示牌或安裝專用的保護(hù)裝置等。

4.4.6監(jiān)測(cè)工作的實(shí)施應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)水平及能力的單位承擔(dān)。

4.2監(jiān)測(cè)技術(shù)

4.2.1監(jiān)測(cè)傳感設(shè)備埋設(shè)后應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試檢核，在工作狀態(tài)穩(wěn)定后進(jìn)行設(shè)備初始值的采

集，條件允許時(shí)應(yīng)與人工測(cè)量的數(shù)據(jù)成果進(jìn)行互檢，初始采樣次數(shù)不宜少于3次。

4.2.2智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分析子系

統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)分析評(píng)估子系統(tǒng)、預(yù)測(cè)預(yù)警子系統(tǒng)，并通過跨平臺(tái)系統(tǒng)集成技術(shù)

將各子系統(tǒng)集成為統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。

4.2.3監(jiān)測(cè)內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)選擇應(yīng)根據(jù)交通基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性、重要性、外部環(huán)境與荷載作

用、結(jié)構(gòu)力學(xué)特性設(shè)計(jì)確定。

4.2.4監(jiān)測(cè)內(nèi)容、測(cè)點(diǎn)選擇、設(shè)備選型、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與管理及軟件開發(fā)應(yīng)

滿足數(shù)據(jù)分析、安全預(yù)警、安全一級(jí)評(píng)估、安全二級(jí)評(píng)估及專項(xiàng)評(píng)估的要求。

4.2.5對(duì)實(shí)施智能監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，宜增加人工測(cè)量比對(duì)的條件，滿足對(duì)后續(xù)監(jiān)測(cè)過程中智能

傳感數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量校驗(yàn)。

4.2.6實(shí)施智能監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、監(jiān)測(cè)頻率及監(jiān)測(cè)預(yù)警值指標(biāo)應(yīng)

滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

4.2.7實(shí)施智能化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)精度應(yīng)滿足現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

4.2.8對(duì)于現(xiàn)行規(guī)定中未明確的新技術(shù)、新方法，可按照設(shè)計(jì)或變形允許值的1/10~1/20

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作為精度指標(biāo)。

4.2.9實(shí)施智能化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的基坑工程，施工前監(jiān)測(cè)單位應(yīng)編制智能監(jiān)測(cè)專項(xiàng)技術(shù)方

案或在城市交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)方案中添加智能監(jiān)測(cè)專項(xiàng)內(nèi)容。

4.2.10智能監(jiān)測(cè)專項(xiàng)技術(shù)方案或?qū)ｍ?xiàng)內(nèi)容的編制應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用合理的技術(shù)手段，

監(jiān)測(cè)結(jié)果滿足精度要求，并保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性，監(jiān)測(cè)單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)測(cè)方案相關(guān)規(guī)

定。

4.3技術(shù)指標(biāo)

4.3.1智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟硬件配置規(guī)模和功能作用應(yīng)滿足交通安全運(yùn)行的需要，并充分考慮基

礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、交通條件、外部環(huán)境等因素對(duì)設(shè)施設(shè)備的潛在影響。

4.3.2監(jiān)測(cè)用的儀器、儀表及傳感設(shè)備等應(yīng)在具備相應(yīng)資質(zhì)的計(jì)量鑒定單位進(jìn)行檢驗(yàn)、鑒定，

或按規(guī)定進(jìn)行自檢。

4.3.3傳感器布設(shè)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施概況、交通條件，遵循滿足監(jiān)測(cè)需要、減少周邊干擾和破

壞、便于恢復(fù)利用的原則進(jìn)行。

4.3.4連接儀器的專用電纜應(yīng)耐酸、耐堿、防水、防腐蝕、質(zhì)地柔軟。

4.3.5電纜安裝應(yīng)按設(shè)計(jì)路線鋪設(shè)，接口接頭處應(yīng)按設(shè)計(jì)和有關(guān)要求進(jìn)行處理，埋設(shè)于混凝

土、砂土中以及暴露于空氣中的電纜應(yīng)按設(shè)計(jì)和有關(guān)要求加防護(hù)與保護(hù)裝置，端點(diǎn)亦應(yīng)按規(guī)定

進(jìn)行處理加防護(hù)和保護(hù)裝置。

4.3.6監(jiān)測(cè)頻次應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，如遇特殊情況和工程出現(xiàn)不安全征兆時(shí)應(yīng)增加測(cè)次。

監(jiān)測(cè)周期應(yīng)滿足日常管理的要求，相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)在同一時(shí)段進(jìn)行。

4.3.7智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)具備下列基本功能：

a)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集功能；

b)自組網(wǎng)數(shù)據(jù)通信；

c)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信功能；

d)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理分析功能；

e)綜合預(yù)警功能；

f)防雷及抗干擾功能；

g)其他輔助功能包括數(shù)據(jù)備份、斷電保護(hù)、自診斷及故障顯示等功能。

4.3.8智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)符合下列基本性能要求：

a)測(cè)量周期為1分鐘~30天，并可根據(jù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行調(diào)整；

b)監(jiān)控中心環(huán)境溫度保持在20℃~30℃，濕度保持不大于85%；

c)系統(tǒng)工作電壓為220（1±10%）V；

d)系統(tǒng)故障率不大于5%；

e)防雷電感應(yīng)不小于1000V；

f)采集裝置測(cè)量范圍滿足被測(cè)對(duì)象有效工作范圍的要求。

4.3.9智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備的選用應(yīng)符合下列要求：

a)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)能適應(yīng)應(yīng)答式和主動(dòng)上報(bào)式兩種方式，按設(shè)定的方式自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)

測(cè)量，接收命令進(jìn)行選點(diǎn)、巡回監(jiān)測(cè)及定時(shí)監(jiān)測(cè)；

b)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)采集裝置連接在一起的監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)測(cè)中心的管理計(jì)算機(jī)配置

應(yīng)滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求，并應(yīng)該配置必要的外部設(shè)備；

c)數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)采集裝置和監(jiān)控主機(jī)之間可采用有線和（或）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊。

4.3.10智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)做好以下防護(hù)工作：

a)傳感及采集設(shè)備應(yīng)采用專用的電源供電，不應(yīng)直接用現(xiàn)場(chǎng)照明電源。系統(tǒng)電源應(yīng)有穩(wěn)

壓及過電壓保護(hù)措施，以避免受當(dāng)?shù)仉娫床▌?dòng)過大的影響；

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b)傳感設(shè)備應(yīng)有可靠的防雷電感措施，接地應(yīng)可靠，接地電阻應(yīng)滿足電氣設(shè)備接地要求；

c)供電及通訊電纜應(yīng)加以保護(hù)，特別是室外電纜應(yīng)布設(shè)在電纜溝或電纜保護(hù)管內(nèi)。電纜

溝宜封閉，并應(yīng)采取排水措施；

d)易受周圍環(huán)境影響的傳感器應(yīng)加以保護(hù)；安裝在外部的設(shè)備，應(yīng)考慮日照、溫度、風(fēng)

沙等惡劣天氣對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的影響，必要時(shí)應(yīng)采取特殊防護(hù)措施。

4.3.11智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：

a)施工期的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合施工過程及施工工藝開展專項(xiàng)設(shè)計(jì)，合理借用施工條

件，開展傳感網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)及傳感安裝，做好安全保護(hù)措施，施工期的監(jiān)測(cè)以控制施工

風(fēng)險(xiǎn)，保障施工安全為主要目的。

b)運(yùn)營(yíng)期的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)充分考慮設(shè)施設(shè)備既有的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、通信條件開展專項(xiàng)設(shè)

計(jì)，在不破壞既有結(jié)構(gòu)完整性的條件下進(jìn)行傳感器布設(shè)，以無(wú)線為主、有線為輔的方

式進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能傳感設(shè)備的在線互聯(lián)，運(yùn)營(yíng)期的安全監(jiān)測(cè)以實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，

異常狀態(tài)識(shí)別，安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為主要目的。

c)老舊基礎(chǔ)設(shè)施的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前應(yīng)開展設(shè)施設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)摸排，確定風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，根據(jù)

實(shí)際受損情況及發(fā)展趨勢(shì)選用相匹配的監(jiān)測(cè)技術(shù)，從監(jiān)測(cè)精度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方

面開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。

d)新建基礎(chǔ)設(shè)施的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合前期設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料、竣工資料等開展結(jié)構(gòu)

安全評(píng)估，確定結(jié)構(gòu)的潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，采用高精度、無(wú)破壞性的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行實(shí)施，在

條件允許時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)資料開展反饋驗(yàn)證計(jì)算。

4.4信息系統(tǒng)

4.4.1智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的特征應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，遵循先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性、

可擴(kuò)展性等基本原則。

4.4.2智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需要和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，采用成熟、

可靠的技術(shù)和滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)且易維護(hù)、更新的產(chǎn)品。

4.4.3智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行檢查、維護(hù)以保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4.4智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)符合國(guó)家安全保密的相關(guān)規(guī)定。

5傳感器選型與布設(shè)

5.1一般規(guī)定

5.1.1傳感器的精度指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，并同時(shí)滿足設(shè)施的具體應(yīng)用需求。

5.1.2傳感器的量程指標(biāo)應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)項(xiàng)目量測(cè)實(shí)際需要，同時(shí)覆蓋設(shè)施工作范圍。

5.1.3傳感器的通信協(xié)議與接口設(shè)計(jì)應(yīng)便于智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。

5.1.4傳感器應(yīng)具有較好的靈敏度、分辨率、采樣頻率、線性度、使用壽命等性能指標(biāo)。

5.1.5傳感器在安裝前應(yīng)進(jìn)行必要的標(biāo)定、校準(zhǔn)或自校，確定其性能完好性。

5.1.6傳感器安裝埋設(shè)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及監(jiān)測(cè)對(duì)象特征，確定安裝工藝、施工方法以保證測(cè)

量結(jié)果的可靠性。

5.2傳感器的選型

5.2.1傳感器的選型應(yīng)符合下列原則：

a)傳感器應(yīng)綜合監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)目的、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件等方面進(jìn)行選擇，

提高系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性價(jià)比。

b)傳感器應(yīng)在監(jiān)測(cè)期間具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力，采集信號(hào)的信噪比應(yīng)滿足實(shí)

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際工程需求。

c)傳感器物理輸入輸出接口、數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議應(yīng)兼容常用接口規(guī)范，便于后期升級(jí)改

造、維護(hù)與更換。

d)傳感器采集設(shè)備的性能指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于傳感器技術(shù)指標(biāo)的要求。

e)宜選擇具有補(bǔ)償功能的傳感器。

5.2.2傳感器的性能參數(shù)應(yīng)符合下列要求：

a)傳感器最大工作狀態(tài)點(diǎn)不應(yīng)超過滿量程。

b)傳感器測(cè)量精度、靈敏度、分辨率等性能指標(biāo)應(yīng)高于監(jiān)測(cè)技術(shù)需求。

c)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)和傳感器類型選擇適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率，當(dāng)在對(duì)結(jié)構(gòu)加速度等動(dòng)態(tài)反應(yīng)

進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，傳感器采樣頻率應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)需求適當(dāng)增大采樣頻率。

d)傳感器應(yīng)具有良好而穩(wěn)定的線性度，在對(duì)結(jié)構(gòu)位移及應(yīng)變等反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)需要滿

足較高的線性度要求。

e)傳感器應(yīng)具有良好而穩(wěn)定的信噪比。

f)傳感器測(cè)量值漂移應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)要求嚴(yán)格控制。

g)傳感器防水防塵指標(biāo)要求應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的需求。

5.2.3傳感器除應(yīng)符合性能參數(shù)要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)不同類型傳感器的應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境選擇合適的安裝固定配件，便于傳感器的工程現(xiàn)

場(chǎng)埋設(shè)。

b)傳感器選擇應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、工作尺寸等要求。

5.3傳感器的布設(shè)

5.3.1傳感器的布設(shè)應(yīng)遵循下列原則：

a)傳感器應(yīng)布設(shè)于受主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力參數(shù)或環(huán)境條件變化較為敏感的位

置，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)能夠與理論分析結(jié)果建立起對(duì)應(yīng)關(guān)系。

b)合理利用設(shè)施結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性原則優(yōu)化傳感器布設(shè)方式；

c)傳感器的布設(shè)應(yīng)便于后期安裝與更換。

d)傳感器的布設(shè)應(yīng)減少通信傳輸距離。

5.3.2傳感器節(jié)點(diǎn)附近宜安裝數(shù)據(jù)校核裝置，便于傳感器采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題及時(shí)校核，校驗(yàn)

傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.3.3傳感器的布設(shè)應(yīng)按照儀器說明書埋設(shè)方法依次要求進(jìn)行，并在埋設(shè)結(jié)束后組織驗(yàn)收。

5.3.4傳感器的布設(shè)位置應(yīng)符合傳感器安裝規(guī)范要求，并便于后期的維護(hù)與更換，不符合傳

感器安裝規(guī)范要求的布設(shè)位置需做結(jié)構(gòu)改造，以滿足傳感器安裝規(guī)范。

5.3.5傳感器的布設(shè)位置應(yīng)張貼標(biāo)識(shí)牌，標(biāo)識(shí)傳感器類型、埋設(shè)日期、單位等基本信息，便

于后期維護(hù)與管理。

5.3.6傳感器的布設(shè)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目需求考慮一定的冗余量，以通過冗余數(shù)據(jù)檢校數(shù)據(jù)采集

的可靠性和準(zhǔn)確性。

5.4傳感器的供電

5.4.1傳感器供電電源應(yīng)保證輸出功率、電壓精度、紋波率優(yōu)于傳感器工作電源指標(biāo)要求，

且具有過負(fù)載、過壓、過溫保護(hù)功能。

5.4.2傳感器戶外環(huán)境工作中，供電與通信線路應(yīng)考慮埋設(shè)避雷裝置，避免由于雷電帶來(lái)的

傳感器損壞。

5.4.3傳感器采用電池供電時(shí)，應(yīng)具備低電量報(bào)警功能，并考慮電池爆炸、燃燒等安全性問

題。

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5.4.4傳感器工程現(xiàn)場(chǎng)不具備市電供電條件的，可考慮太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、振動(dòng)發(fā)電等

技術(shù)，保證最不利戶外環(huán)境下，傳感器穩(wěn)定工作時(shí)長(zhǎng)滿足監(jiān)測(cè)技術(shù)要求。

6數(shù)據(jù)通信傳輸

6.1設(shè)計(jì)要求

6.1.1傳感器的數(shù)據(jù)通信傳輸可采用以下方式：

a)有線通信傳輸，包括RS232、RS485、光纖、雙絞線、公用電話網(wǎng)等。

b)無(wú)線通信傳輸，包括4G\5G、Wifi、微波、衛(wèi)星、Lora等。

6.1.2傳感器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，綜合通信距離、數(shù)據(jù)帶寬、傳

輸數(shù)據(jù)量、傳輸時(shí)長(zhǎng)、工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況等因素，靈活確定組網(wǎng)通信方式。

a)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)傳感器組網(wǎng)通信距離較大時(shí)，且空間可視情況下，宜采用無(wú)線通信方式。

b)當(dāng)工程現(xiàn)場(chǎng)傳感器數(shù)據(jù)傳輸量較大、節(jié)點(diǎn)通信距離較近時(shí)，宜采用有線通信方式。

c)在通信距離較遠(yuǎn)，通信空間不可視的復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程環(huán)境下，宜采用有線與無(wú)線組合的

通信方式。

d)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工程環(huán)境較為復(fù)雜時(shí)，通信線纜布設(shè)位置較高、布設(shè)空間無(wú)法埋設(shè)線纜時(shí)，宜

采用無(wú)線通信方式。

6.1.3采用有線通信時(shí)，應(yīng)注意信號(hào)傳遞衰減問題，信號(hào)衰減嚴(yán)重的情況下應(yīng)增加中繼器，

延長(zhǎng)有線通信數(shù)據(jù)傳輸距離。

6.1.4采用無(wú)線通信時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意工作空間中的電磁干擾對(duì)通信節(jié)點(diǎn)的影響，同時(shí)考慮通信

節(jié)點(diǎn)對(duì)通信空間其它設(shè)備的影響。

6.1.5采用無(wú)線通信時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)上報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)首先對(duì)通信信道進(jìn)行探測(cè)，避免對(duì)空間內(nèi)其

它設(shè)備無(wú)線通信的影響。

6.1.6數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)通信鏈路備份機(jī)制，保證在出現(xiàn)通信故障時(shí)能夠及時(shí)修復(fù)故障或

自動(dòng)上報(bào)故障信息。

6.1.7數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)滿足采集器與傳感器之間的雙向通信、采集器與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的雙

向通信需求。

6.2通信協(xié)議

6.2.1通信協(xié)議包括局域網(wǎng)通信協(xié)議、廣域網(wǎng)通信協(xié)議。采集網(wǎng)關(guān)通過局域網(wǎng)通信協(xié)議完成

對(duì)局域網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)采集，通過廣域網(wǎng)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)將傳感器采集數(shù)據(jù)上報(bào)至遠(yuǎn)程服務(wù)器。

6.2.2傳感器局域網(wǎng)通信幀包括指令幀、響應(yīng)幀，指令幀格式定義宜參照下表所示：

表1傳感器局域網(wǎng)通信指令幀格式

起始字符傳感器地址控制指令標(biāo)識(shí)參數(shù)校驗(yàn)結(jié)束符

1字節(jié)4字節(jié)2字節(jié)可變長(zhǎng)度2字節(jié)2字節(jié)

6.2.3響應(yīng)幀格式定義如下表所示：

起始字符傳感器地址控制指令標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)結(jié)束符

1字節(jié)4字節(jié)2字節(jié)可變長(zhǎng)度2字節(jié)2字節(jié)

6.2.4局域網(wǎng)通信幀傳感器地址應(yīng)包括傳感器類型、節(jié)點(diǎn)編號(hào)等信息，且保證傳感器地址在

局域網(wǎng)內(nèi)的唯一性。

6.2.5局域網(wǎng)通信幀控制指令分為三類：公共功能碼、用戶定義功能碼和故障功能碼，功能

指令代碼劃分區(qū)域如下表所示：

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表2功能指令代碼劃分區(qū)域

對(duì)應(yīng)功能類型備注

設(shè)備開機(jī)

設(shè)備關(guān)機(jī)

數(shù)據(jù)讀取

預(yù)留

預(yù)留

公共功能碼

數(shù)據(jù)寫入

查詢從機(jī)地址預(yù)留

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量查詢

設(shè)備地址配置

預(yù)留公共功能碼

用戶自定義功能碼用戶定義功能碼

自定義故障碼故障功能碼

6.2.6校驗(yàn)方式宜采用和校驗(yàn)、CRC校驗(yàn)方式，采用高字節(jié)在前、低字節(jié)在后的方式組織。

6.2.7局域網(wǎng)傳輸應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)加密，宜采用SSL加密、自行加密等方式。

6.2.8廣域網(wǎng)通信協(xié)議宜采用MQTT通信協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)包括消息主題、消息負(fù)載協(xié)議兩個(gè)

組成部分。

6.2.9消息主題包括發(fā)布主題、訂閱主題，采集網(wǎng)關(guān)應(yīng)訂閱服務(wù)器命令廣播主題、點(diǎn)到點(diǎn)命

令主題，接收遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)；采集網(wǎng)關(guān)應(yīng)通過服務(wù)器響應(yīng)主題、點(diǎn)到點(diǎn)響應(yīng)主題，向服務(wù)器

上報(bào)采集數(shù)據(jù)。

6.2.10消息負(fù)載協(xié)議宜采用Json格式，命令消息負(fù)載包含以下關(guān)鍵字：

表3命令消息負(fù)載關(guān)鍵字

序號(hào)關(guān)鍵字備注

1采集網(wǎng)關(guān)地址

2傳感器節(jié)點(diǎn)地址

3控制指令包含命令參數(shù)

4命令時(shí)間

6.2.11響應(yīng)消息負(fù)載應(yīng)包含以下內(nèi)容：

表4響應(yīng)消息負(fù)載關(guān)鍵字

序號(hào)類型備注

1采集網(wǎng)關(guān)地址

2傳感器節(jié)點(diǎn)地址

3響應(yīng)數(shù)據(jù)包含響應(yīng)參數(shù)

4響應(yīng)時(shí)間

5采集狀態(tài)

6.2.12消息負(fù)載數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，提高數(shù)據(jù)的安全性。

6.2.13采集網(wǎng)關(guān)上行通信接口應(yīng)支持3G、4G、5G、NB-IOT、Lora等接入方式，根據(jù)工程現(xiàn)

場(chǎng)狀況兼容多種通信方式。

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6.3通信集成

6.3.1傳感設(shè)備集成應(yīng)采用開放性的框架，支持新型傳感設(shè)備的動(dòng)態(tài)接入與控制。

6.3.2傳感設(shè)備集成指令協(xié)議宜采用以下形式設(shè)計(jì)：

a)當(dāng)前網(wǎng)關(guān)集成設(shè)備支持的傳感器集合，包括多個(gè)類型的傳感器

b)當(dāng)前傳感設(shè)備類型的指令集合，包括控制、采集指令

c)當(dāng)前指令塊，包括以下部分：

1)基礎(chǔ)信息，包括名稱、存儲(chǔ)、標(biāo)識(shí)、排序

2)指令信息，包括類型、起始位、地址位、延時(shí)位

3)解碼信息，包括類型、起始位、存儲(chǔ)位、解碼集

4)存儲(chǔ)信息集，包括數(shù)據(jù)位、標(biāo)識(shí)位、轉(zhuǎn)位位、類型

6.3.3傳感設(shè)備集成存儲(chǔ)宜采用以下形式設(shè)計(jì)：

a)當(dāng)前網(wǎng)關(guān)集成設(shè)備支撐的傳感數(shù)據(jù)集合，包括多個(gè)類型的數(shù)據(jù)

b)當(dāng)前傳輸數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)集合，包括多個(gè)維度的數(shù)據(jù)描述

c)當(dāng)前數(shù)據(jù)維度的存儲(chǔ)，包括以下部分：

d)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊，包括以下部分：

1)基礎(chǔ)信息，包括名稱、排序

2)索引信息，包括方式、名稱

3)存儲(chǔ)信息，包括類型、約束

7傳感數(shù)據(jù)采集

7.1基本要求

7.1.1智能數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)滿足下列要求：

a)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足國(guó)家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；

b)裝置硬件接口應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，方便設(shè)備安裝、檢修和更換；

c)應(yīng)具備防雷、防水、防塵等基本性能，能夠保證全天候運(yùn)行的需求；

d)采集裝置應(yīng)具備較寬的工作溫度區(qū)間，一般不低于-20~60℃；

e)應(yīng)提供人機(jī)交互接口，滿足特定條件下人工干預(yù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的需求。

7.1.2智能數(shù)據(jù)采集傳輸介質(zhì)應(yīng)滿足下列要求：

a)傳輸介質(zhì)的選擇應(yīng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信架構(gòu)相適應(yīng)；

b)現(xiàn)場(chǎng)傳輸介質(zhì)可以是有線或無(wú)線形式，必要時(shí)，應(yīng)具備能夠支持多種有線、無(wú)線通信

組網(wǎng)方式和主備信道自動(dòng)切換的功能；

c)網(wǎng)絡(luò)通信速率宜綜合考慮構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀況通信方式、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)頻率及實(shí)時(shí)性

要求、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸量級(jí)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本等因素，以通信穩(wěn)定可靠為原則選定。

7.1.3智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：

a)系統(tǒng)應(yīng)具備基礎(chǔ)設(shè)施基本信息以及數(shù)據(jù)采集配置信息設(shè)置與存儲(chǔ)功能，主要包括以

下內(nèi)容：

1)設(shè)施基本信息：包括設(shè)施名稱、設(shè)施類型、監(jiān)測(cè)工點(diǎn)、監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、聯(lián)

系人等；

2)采集方案信息：包括數(shù)據(jù)采集周期、單期采集次數(shù)、主動(dòng)觸發(fā)采集機(jī)制等；

3)采集器信息：包括采集通道數(shù)量、串口編號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)方

式等；

4)傳感器信息：包括傳感器編號(hào)、傳感器類型、控制指令、對(duì)應(yīng)點(diǎn)位等；

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5)數(shù)據(jù)預(yù)處理信息：包括數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式、成果計(jì)算公式、數(shù)據(jù)閾值、粗差處理方案

等；

6)數(shù)據(jù)傳輸信息：包括數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)中心地址、數(shù)據(jù)發(fā)送頻率、消息監(jiān)聽機(jī)

制等。

b)應(yīng)同時(shí)具備自動(dòng)采集與遠(yuǎn)程召測(cè)響應(yīng)功能，滿足正常周期性監(jiān)測(cè)與及時(shí)數(shù)據(jù)采集的

需要；

c)應(yīng)能兼容并處理各種監(jiān)測(cè)儀器及傳感器所采集的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為監(jiān)測(cè)結(jié)果物理

量；

d)應(yīng)具備人機(jī)交互及數(shù)據(jù)錄入的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人工數(shù)據(jù)采集的兼容；

e)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)具有良好的連續(xù)性、周期性，無(wú)系統(tǒng)性偏移，以便反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化

規(guī)律；

f)應(yīng)具有初步的數(shù)據(jù)預(yù)處理和分析功能，能自動(dòng)檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果是否超預(yù)警值，并具有短

信、電話、郵件報(bào)警功能。

g)應(yīng)具備對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、通信設(shè)備、供電設(shè)備等硬件的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和診斷

的功能，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行異常狀態(tài)及時(shí)上報(bào)，并對(duì)特定異常采取軟件重啟或操作系統(tǒng)重啟

等應(yīng)對(duì)方案；

h)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份及服務(wù)中斷后自動(dòng)重啟功能，確保數(shù)據(jù)完整性及數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性；

i)應(yīng)具備多平臺(tái)數(shù)據(jù)采集能力，滿足工控機(jī)、嵌入式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備等多終端數(shù)據(jù)采集

需求。

7.2水平位移數(shù)據(jù)采集

7.2.1水平位移數(shù)據(jù)采集宜采用智能型全站儀、激光測(cè)距儀等設(shè)備進(jìn)行量測(cè)。

7.2.2采用智能型全站儀進(jìn)行位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：

a)位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)設(shè)施外部不受影響的穩(wěn)定區(qū)域；

b)工作基點(diǎn)宜設(shè)置觀測(cè)墩或觀測(cè)站房，配置自動(dòng)化控制防護(hù)裝置，滿足對(duì)儀器的防護(hù)要

求。宜配置強(qiáng)制對(duì)中裝置；選點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮施工對(duì)工作基點(diǎn)的擾動(dòng)和對(duì)視線的阻擋；

c)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)宜同步進(jìn)行觀測(cè)，并應(yīng)同時(shí)觀測(cè)至少3個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)；

d)應(yīng)定期檢查儀器的整平狀態(tài)，并及時(shí)校正；

e)智能型全站儀架設(shè)處應(yīng)安裝電子氣溫氣壓計(jì)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及不間斷供

電系統(tǒng)等配套設(shè)備，并注意安全防護(hù)。

7.2.3采用激光測(cè)距儀進(jìn)行位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：

a)應(yīng)注意測(cè)距儀和接收標(biāo)靶的安裝一致性，并注意調(diào)整視線方向；

b)應(yīng)調(diào)整測(cè)距儀和接收標(biāo)靶之間的安裝距離至合適數(shù)值，參考測(cè)距儀測(cè)距精度指標(biāo)。

c)激光測(cè)距儀精度根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象精度進(jìn)行確定且不低于3mm。

d)激光測(cè)距儀安裝應(yīng)避開潮濕的反射面，并避免測(cè)距通道上的粉塵、水汽對(duì)測(cè)距精度的

影響。

7.3豎向位移數(shù)據(jù)采集

7.3.1豎向位移數(shù)據(jù)采集可選用全站儀三角高程或靜力水準(zhǔn)等方法進(jìn)行量測(cè)。

7.3.2采用全站儀進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)時(shí)，宜與水平位移監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行。

7.3.3采用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，后視點(diǎn)和前視點(diǎn)的布設(shè)、視線高度、測(cè)量方法均應(yīng)滿足《建

筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8相關(guān)規(guī)定要求。

7.3.4采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，相關(guān)指標(biāo)應(yīng)滿足《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8相

關(guān)規(guī)定要求，結(jié)合傳感設(shè)備量程和監(jiān)測(cè)對(duì)象特性進(jìn)行精度確定。

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7.4深層水平位移數(shù)據(jù)采集

7.4.1深層水平位移數(shù)據(jù)采集可采用固定式測(cè)斜儀或絞盤式自動(dòng)測(cè)斜儀等設(shè)備進(jìn)行量測(cè)。

7.4.2當(dāng)以頂部作為深層水平位移的起算點(diǎn)時(shí)，每次監(jiān)測(cè)應(yīng)測(cè)定起算位置的坐標(biāo)變化并修正。

7.4.3采用固定式測(cè)斜儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)探頭應(yīng)合理布置，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠反映監(jiān)測(cè)

深度范圍內(nèi)變形變化要求。

7.4.4深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的更換、檢查等工作導(dǎo)致測(cè)斜傳感器位置發(fā)生變化應(yīng)重新校

正。

7.5傾斜數(shù)據(jù)采集

7.5.1傾斜智能監(jiān)測(cè)可采用傾角計(jì)、智能型全站儀、靜力水準(zhǔn)儀等設(shè)備進(jìn)行量測(cè)。

7.5.2安裝傾角計(jì)應(yīng)明確安裝方向，并詳細(xì)記錄相關(guān)屬性信息數(shù)據(jù)，包括測(cè)點(diǎn)間距、監(jiān)測(cè)對(duì)

象高低等有關(guān)特征數(shù)據(jù)。

7.6裂縫數(shù)據(jù)采集

7.6.1裂縫寬度智能監(jiān)測(cè)可采用裂縫計(jì)、位移計(jì)、拉繩計(jì)等設(shè)備進(jìn)行量測(cè)。

7.6.2設(shè)備的最大量程應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化需要。

7.6.3設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)綜合考慮裂縫收縮與擴(kuò)張兩種情況。

7.6.4設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)考慮裂縫的變化方向，避免因物理形變導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或設(shè)備損壞。

7.7應(yīng)力數(shù)據(jù)采集

7.7.1應(yīng)力智能監(jiān)測(cè)可采用鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)等設(shè)備進(jìn)行量測(cè)，傳感器應(yīng)同時(shí)具備測(cè)溫功

能。

7.7.2土壓力智能監(jiān)測(cè)可采用土壓力計(jì)。

7.7.3地下水位智能監(jiān)測(cè)可采用滲壓計(jì)，埋設(shè)時(shí)應(yīng)布設(shè)專用水位管。

7.7.4錨桿和土釘?shù)膬?nèi)力智能監(jiān)測(cè)可采用測(cè)力計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)及錨索計(jì)等設(shè)備。

7.8其他數(shù)據(jù)采集

7.8.1根據(jù)不同設(shè)施的結(jié)構(gòu)特性及現(xiàn)場(chǎng)工況可以引進(jìn)新型傳感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取。

7.8.2利用毫米波技術(shù)開展多點(diǎn)位的形變監(jiān)測(cè)。

7.8.3利用結(jié)構(gòu)光技術(shù)開展高精度的裂縫檢測(cè)。

8傳感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

8.1基本要求

8.1.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)宜采用云中心與智能端結(jié)合的模式，終端需實(shí)施芯片級(jí)存儲(chǔ)與采集器嵌入式

存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)中心宜采用云存儲(chǔ)和云管理技術(shù)，實(shí)施分布式的云化存儲(chǔ)。

8.1.2原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)定期存儲(chǔ)、備份存檔，后處理數(shù)據(jù)宜保持不少于三個(gè)月在線存儲(chǔ)；經(jīng)

統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)應(yīng)專項(xiàng)存儲(chǔ)，每季度或每年數(shù)據(jù)分析后宜存儲(chǔ)某一段或某幾段典型數(shù)據(jù)。

8.1.3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)宜以項(xiàng)目為單位建庫(kù)存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)，項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中兼容不同的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)類型，

支持靈活動(dòng)態(tài)建表進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)則化統(tǒng)一入庫(kù)存儲(chǔ)。

8.1.4應(yīng)對(duì)建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、施工、竣工圖紙以及科研專題研究資料進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

8.1.5數(shù)據(jù)中心采用云存儲(chǔ)管理方式，在云存儲(chǔ)的環(huán)境中，需要解決云中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的以下三

方面核心安全問題：可靠性、存儲(chǔ)效率、高效的保護(hù)機(jī)制。

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8.2芯片級(jí)存儲(chǔ)

8.2.1傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)在芯片存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中宜包含時(shí)間序列，傳感器標(biāo)識(shí)、原始數(shù)據(jù)項(xiàng)等

數(shù)據(jù)。

8.2.2采集周期、設(shè)備編號(hào)等傳感器工作參數(shù)應(yīng)存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器中，保證設(shè)備掉電重

啟后，仍按照用戶預(yù)設(shè)參數(shù)正常工作。

8.2.3刪除存儲(chǔ)空間中的無(wú)用數(shù)據(jù)，空閑存儲(chǔ)空間及時(shí)回收。

8.2.4盡可能減少對(duì)存儲(chǔ)器讀寫操作。

8.3采集器存儲(chǔ)

8.3.1數(shù)據(jù)采集器可分為工業(yè)電腦和智能網(wǎng)關(guān)，二者根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，按需使用。

8.3.2數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)策略是數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵，要從可靠性、易用性、可維護(hù)性、可移植性和經(jīng)

濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計(jì)。

8.3.3采集器存儲(chǔ)主要采用嵌入式開源數(shù)據(jù)庫(kù)，如Empress、BerkeleyDB和SQLite，是根

據(jù)運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心上的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的專用于嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，保留數(shù)據(jù)中

心數(shù)據(jù)庫(kù)所有的基本管理功能，如數(shù)據(jù)記錄的基本存儲(chǔ)、讀取、刪除等功能。

8.3.4數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)運(yùn)行在單用戶模式下，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)性和加密性沒有特殊的要求，

但需要數(shù)據(jù)庫(kù)可靠性好，管理函數(shù)使用方便，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)任意一條記錄與字段的定位。

8.3.5數(shù)據(jù)文件和狀態(tài)信息文件中的數(shù)據(jù)可分為四類，即時(shí)間信息、監(jiān)測(cè)要素?cái)?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)

量控制標(biāo)志和狀態(tài)信息。

8.3.6數(shù)據(jù)文件根目錄下按年月劃分子目錄,每個(gè)子目錄下存儲(chǔ)當(dāng)月的所有數(shù)據(jù)。每個(gè)子目

錄下按照具體的日期劃分成不同的數(shù)據(jù)文件，同一日期的不同組合類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一數(shù)

據(jù)庫(kù)的不同表中。

8.3.7根據(jù)不同類型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的數(shù)據(jù)表，用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)要素?cái)?shù)據(jù)。

8.3.8為保證數(shù)據(jù)的安全性，需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的備份功能，建立一套自身的維護(hù)機(jī)制，保障數(shù)

據(jù)安全。

8.4數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)

8.4.1數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)設(shè)計(jì)要求

a)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循可靠性、先進(jìn)性、可擴(kuò)展性和標(biāo)準(zhǔn)性原則，并應(yīng)考慮數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)的整體性、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一性。

b)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)具備數(shù)據(jù)自動(dòng)備份與恢復(fù)機(jī)制。

c)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)模塊化架構(gòu)，可對(duì)建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)信息、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層、

分類存儲(chǔ)和管理，數(shù)據(jù)庫(kù)分類宜按下表進(jìn)行設(shè)計(jì)。

表5響應(yīng)消息負(fù)載關(guān)鍵字

序號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)名稱數(shù)據(jù)庫(kù)功能描述

1原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定期監(jiān)測(cè)的原始數(shù)據(jù)

2過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)處理分析后的數(shù)據(jù)

3結(jié)構(gòu)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)各評(píng)估層次的評(píng)價(jià)及結(jié)構(gòu)離線分析后的結(jié)論

存儲(chǔ)系統(tǒng)正常運(yùn)行所必須的各類參數(shù)，包括設(shè)備編號(hào)、監(jiān)測(cè)參數(shù)、

4系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)

采樣參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)等等

5系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)傳感器自診斷信息、存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行期間所有設(shè)備和系統(tǒng)的歷史工

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序號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)名稱數(shù)據(jù)庫(kù)功能描述

作狀態(tài)

基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)信息

6基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的基本信息

數(shù)據(jù)庫(kù)

8.4.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理機(jī)制要求

a)采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理方法，提供方便的接口和完整的數(shù)據(jù)控制功能。

b)宜采用成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，具有字符界面和圖形界面，易于開發(fā)維護(hù)。

c)應(yīng)有用戶權(quán)限控制功能，并具有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小的功

能。

d)能夠定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的有效區(qū)間，應(yīng)具備快速提交、成組提交、多塊讀出與寫入技術(shù)，

減少輸入輸出量。

e)數(shù)據(jù)庫(kù)具有報(bào)警功能，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警，應(yīng)自動(dòng)做出相應(yīng)的

操作建議。

8.4.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全策略

a)宜采用基于多維屬性聚簇存儲(chǔ)模型存儲(chǔ)方法和基于分段融合模糊聚類的信息存儲(chǔ)方

提高云環(huán)境下的設(shè)備的信息存儲(chǔ)效率。

b)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需通過相關(guān)的加密算法進(jìn)行數(shù)據(jù)加密之后存儲(chǔ)在云端的環(huán)境中；在對(duì)數(shù)據(jù)

進(jìn)行上傳和下載的操作過程中，宜通過非對(duì)稱和對(duì)稱的加密算法策略對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸

過程進(jìn)行保護(hù)。

c)云端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相關(guān)的服務(wù)器環(huán)境中，應(yīng)使用相關(guān)的硬件和軟件的防御措施。為了

確保云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全，應(yīng)安裝專業(yè)的硬件防火墻。

9數(shù)據(jù)預(yù)處理

9.1基本要求

9.1.1數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)對(duì)含有噪聲的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，提高信號(hào)的信噪比。

9.1.2數(shù)據(jù)處理分析之前，應(yīng)進(jìn)行粗差探測(cè)識(shí)別剔除、減少系統(tǒng)誤差、偶然誤差。

9.1.3應(yīng)正確判斷異常數(shù)據(jù)是由結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化引起還是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身異常引起，應(yīng)剔除由監(jiān)

測(cè)系統(tǒng)自身引起的異常數(shù)據(jù)。

9.1.4數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)濾波、參數(shù)化修正。

9.1.5數(shù)據(jù)預(yù)處理包括采集器數(shù)據(jù)預(yù)處理、工作站數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)預(yù)處理等三個(gè)

層次。其中采集器數(shù)據(jù)預(yù)處理側(cè)重于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)、粗差剔除、參數(shù)化計(jì)算；工作站數(shù)據(jù)預(yù)

處理側(cè)重于數(shù)據(jù)完整性評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)有效性評(píng)價(jià)。

9.2數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

9.2.1數(shù)據(jù)完整性用于評(píng)價(jià)采集數(shù)據(jù)與規(guī)范要求完整信息的接近程度。

9.2.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性用于評(píng)價(jià)采集數(shù)據(jù)與實(shí)際變形量的接近程度。

9.2.3數(shù)據(jù)有效性用于評(píng)價(jià)采集數(shù)據(jù)與傳感器合理取值范圍的接近程度；可通過數(shù)據(jù)冗余測(cè)

量、局域網(wǎng)傳感器協(xié)同采集等方式給出數(shù)據(jù)有效性的權(quán)重。

9.2.4數(shù)據(jù)時(shí)效性用于評(píng)價(jià)采集數(shù)據(jù)時(shí)間與業(yè)務(wù)需求的符合程度。

9.3粗差剔除

9.3.1傳感器采集數(shù)據(jù)發(fā)生突變的，宜通過3次以上的冗余測(cè)量進(jìn)行校核，將確定為粗差的

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數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并將粗差進(jìn)行本地化存儲(chǔ)。

9.3.2對(duì)確定為粗差的數(shù)據(jù)，應(yīng)及時(shí)重測(cè)，來(lái)不及重測(cè)的應(yīng)進(jìn)行處理，可根據(jù)相鄰觀測(cè)值進(jìn)

行外插或用擬合值予以代替。

9.3.3粗差剔除可采用過程線法、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法、模型檢驗(yàn)法進(jìn)行。

9.4參數(shù)化修正

9.4.1原始采集數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算量較小的，宜在采集器進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算，并將原始數(shù)據(jù)及成

果數(shù)據(jù)上報(bào)至服務(wù)器；原始采集數(shù)據(jù)預(yù)處理計(jì)算量較大的，宜由工作站進(jìn)行預(yù)處理后，上報(bào)至

服務(wù)器。

9.4.2高精度傳感器宜根據(jù)傳感器數(shù)學(xué)模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償預(yù)處理計(jì)算。

9.4.3在進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算時(shí)所需參數(shù)應(yīng)預(yù)設(shè)在監(jiān)測(cè)裝置中，并可在現(xiàn)場(chǎng)或通過遠(yuǎn)程的方式進(jìn)

行更改調(diào)整。

10數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

10.1基本要求

10.1.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析宜采用基于數(shù)據(jù)規(guī)則的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，方便不同數(shù)據(jù)類型的自動(dòng)化處

理。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的規(guī)則設(shè)計(jì)應(yīng)包括智能傳感數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)、計(jì)算等功能。

10.1.2數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮傳感數(shù)據(jù)在計(jì)算、存儲(chǔ)、展示等多個(gè)方面的需要開展

具有針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

10.1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的規(guī)則模型設(shè)計(jì)應(yīng)明確各個(gè)規(guī)則的源數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)、處理規(guī)則、處理

算法等，根據(jù)需要可引入腳本計(jì)算引擎進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，并提高平臺(tái)的兼容能力。

10.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理平臺(tái)應(yīng)具備分布式處理能力，以應(yīng)對(duì)海量傳感設(shè)備實(shí)時(shí)接入的后

續(xù)數(shù)據(jù)并發(fā)處理需求。

10.1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析成果宜采用數(shù)據(jù)庫(kù)方式進(jìn)行存儲(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上開展各類數(shù)據(jù)的自動(dòng)

化處理工作，便于數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用。

10.2數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

10.2.1數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是對(duì)元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化配置工作，對(duì)傳感數(shù)據(jù)的原始信息進(jìn)行明確，其中包

括傳感設(shè)備采集數(shù)據(jù)的名稱、類型、單位等，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳感數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)流程如下：

a）參照傳感設(shè)備的性能指標(biāo)、采集參數(shù)對(duì)傳感設(shè)備的各個(gè)數(shù)據(jù)維度進(jìn)行明確，并根據(jù)監(jiān)

測(cè)工作的需要附加監(jiān)測(cè)工點(diǎn)、監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、數(shù)據(jù)狀態(tài)等信息。

b）對(duì)傳感數(shù)據(jù)的外部關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行配置，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分層分級(jí)分類標(biāo)注。

c）根據(jù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間創(chuàng)建，宜采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式進(jìn)行

數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，需進(jìn)行數(shù)據(jù)的分區(qū)分表。

d）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，應(yīng)提供在線的數(shù)據(jù)共享交換接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速集成。

10.2.2常見的智能傳感數(shù)據(jù)采集的信息如下：

a）測(cè)量機(jī)器人：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、水平角、天頂距、斜距、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

b）振弦式傳感：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、頻率、溫度、形變值、應(yīng)力值。

c）激光傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、距離、溫度。

d）拉繩傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、位移值。

e）影像傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、X位移、Y位移。

f）風(fēng)速風(fēng)壓傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、風(fēng)速、風(fēng)壓。

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g）靜力水準(zhǔn)傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、電容值、液位值、沉降值。

h）GNSS傳感器：監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)量時(shí)間、經(jīng)度、緯度、高程、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)。

10.3基礎(chǔ)計(jì)算

10.3.1統(tǒng)計(jì)分析規(guī)則設(shè)計(jì)是針對(duì)傳感數(shù)據(jù)開展的流程化處理工作，對(duì)智能傳感設(shè)備進(jìn)行定

制化處理，包括參數(shù)修正、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、線性計(jì)算等。

10.3.2數(shù)據(jù)的配置化規(guī)則應(yīng)包括以下部分：

a）原始數(shù)據(jù)集：對(duì)分析規(guī)則計(jì)算的數(shù)據(jù)源進(jìn)行配置，包括數(shù)據(jù)層級(jí)、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)分

類、數(shù)據(jù)條件。

b）數(shù)據(jù)參照：對(duì)分析規(guī)則計(jì)算所需的基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行配置，典型的基準(zhǔn)參數(shù)為差值計(jì)算中

的起算值，線性變換計(jì)算中的計(jì)算參數(shù)。

c）基礎(chǔ)算法：以腳本形式對(duì)計(jì)算算法進(jìn)行描述，宜采用具有動(dòng)態(tài)可解釋性腳本預(yù)言實(shí)現(xiàn)。

d）目標(biāo)數(shù)據(jù)集：對(duì)計(jì)算結(jié)果的存儲(chǔ)規(guī)則進(jìn)行描述，包括存儲(chǔ)層級(jí)、存儲(chǔ)類型、存儲(chǔ)條件

等。

e）統(tǒng)計(jì)規(guī)則參數(shù)：其他參數(shù)部分，包括規(guī)則分類、自動(dòng)標(biāo)識(shí)、處理排序、實(shí)時(shí)發(fā)布等。

10.4專業(yè)計(jì)算

10.4.1在基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)構(gòu)建特定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行處理分析，

模型應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理的各個(gè)階段。

10.4.2從智能傳感設(shè)備獲取的傳感源數(shù)據(jù)需要進(jìn)行模型化計(jì)算得到所需的變形參數(shù)，常見

的計(jì)算模型包括：

a）振弦式傳感器修正模型，對(duì)振弦傳感器采集的頻率進(jìn)行模型計(jì)算，得到監(jiān)測(cè)反應(yīng)的變

化量、包括形變變化、應(yīng)力變化等。

b）測(cè)量平差計(jì)算模型，對(duì)測(cè)量機(jī)器人觀測(cè)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維

坐標(biāo)信息。

c）影像數(shù)據(jù)計(jì)算模型，對(duì)影像資料進(jìn)行圖像識(shí)別，得到典型特征點(diǎn)的變形量。

d）GNSS數(shù)據(jù)處理模型，對(duì)GNSS傳感器的觀測(cè)文件進(jìn)行處理，得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信

息。

10.4.3在獲取傳感設(shè)備的傳感源數(shù)據(jù)后，根據(jù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型，采用匹配的數(shù)據(jù)模型進(jìn)

行自動(dòng)化計(jì)算并存儲(chǔ)。

10.5并行處理

10.5.1智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用并行處理架構(gòu)，對(duì)實(shí)時(shí)接入的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高

數(shù)據(jù)分析處理的時(shí)效性。

10.5.2并行處理是一種分布式數(shù)據(jù)處理策略，宜采用數(shù)據(jù)管道機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行分任務(wù)、

分時(shí)段進(jìn)行分發(fā)，處理系統(tǒng)應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立的小系統(tǒng)進(jìn)行部署運(yùn)行。

10.5.3并行處理的基本過程如下：

a）數(shù)據(jù)接收端接收到傳感源數(shù)據(jù)后，查詢匹配的數(shù)據(jù)模型和計(jì)算規(guī)則，按照排序生成處

理任務(wù)并推送到數(shù)據(jù)管道；

b）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接到分配的處理任務(wù)后，進(jìn)行計(jì)算存儲(chǔ)，查詢目標(biāo)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)模型和

計(jì)算規(guī)則，自動(dòng)觸發(fā)下一個(gè)階段的自動(dòng)化過程；

c）當(dāng)前數(shù)據(jù)無(wú)匹配模型和規(guī)則時(shí)，結(jié)束數(shù)據(jù)處理流程。

11數(shù)據(jù)建模分析

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11.1基本要求

11.1.1智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集得到的數(shù)據(jù)為原始信號(hào)量，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算處理，并將信息

發(fā)布到相應(yīng)的客戶及設(shè)備端。

11.1.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理應(yīng)嚴(yán)格遵循傳感設(shè)備的指標(biāo)參數(shù)和計(jì)算模型，以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果，

數(shù)據(jù)取位遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

11.1.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理宜采用數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì)處理模式，便于數(shù)據(jù)的修復(fù)性計(jì)算，在采集高頻

數(shù)據(jù)時(shí)，適當(dāng)采用前端計(jì)算模式，減少數(shù)據(jù)中心的計(jì)算負(fù)載。

11.2數(shù)據(jù)集成

11.2.1智能傳感設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸過程中，應(yīng)考慮以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為主、有線網(wǎng)絡(luò)為輔的方式，綜

合考慮監(jiān)測(cè)技術(shù)的適應(yīng)性、觀測(cè)方案的合理性及數(shù)據(jù)傳輸量等方面的特性。

11.2.2智能傳感數(shù)據(jù)集成應(yīng)綜合利用以下方式：

a)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)協(xié)議集成，以MQTT協(xié)議為參照，將傳感設(shè)備的控制指令、數(shù)據(jù)包進(jìn)行封

裝，利用通信網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)中心進(jìn)行傳輸并集成。

b)JSON數(shù)據(jù)集成，依托智能數(shù)據(jù)采集器，將周期性觀測(cè)文件進(jìn)行Json數(shù)據(jù)封裝，基于

互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸集成。

c)XML數(shù)據(jù)集成，依托智能數(shù)據(jù)采集器，將周期性觀測(cè)文件進(jìn)行XML數(shù)據(jù)封裝，基于互

聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸集成。

11.2.3智能數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用分布式框架實(shí)現(xiàn)，并具備跨平臺(tái)、跨終端、跨系統(tǒng)集成

能力，為城市基礎(chǔ)設(shè)施全域監(jiān)測(cè)提供功共享數(shù)據(jù)。

11.3特征處理

11.3.1數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)中心后應(yīng)開展實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)處理工作，了解基礎(chǔ)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)營(yíng)狀況，

為運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。

11.3.2智能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理應(yīng)具備對(duì)數(shù)據(jù)的異常識(shí)別、特征提取、及現(xiàn)狀識(shí)別等功能。

11.3.3統(tǒng)計(jì)處理系統(tǒng)應(yīng)具備多層級(jí)、多區(qū)域處理能力，基本的統(tǒng)計(jì)處理策略應(yīng)包括以下方

面：

a)單個(gè)傳感器的統(tǒng)計(jì)處理，提取傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)各個(gè)維度的最大值、最小值、當(dāng)前值及

變化速率。

b)單個(gè)對(duì)象的統(tǒng)計(jì)處理，提取單個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象在特征維度的最大值、最小值、當(dāng)前值及變

化速率。

c)大區(qū)域的統(tǒng)計(jì)處理，提取大區(qū)域范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施在結(jié)構(gòu)、形變、環(huán)境及荷載等維度

的最大值、最小值、當(dāng)前值及變化速率。

11.4建模計(jì)算

11.4.1交通基礎(chǔ)設(shè)施在獲得全面的智能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，必須開展相關(guān)專業(yè)學(xué)科知識(shí)交叉融合

的建模分析，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的安全分析評(píng)估，輔助城市管理決策。

11.4.2專業(yè)建模分析前，需對(duì)傳感數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量進(jìn)行可靠性評(píng)估，確保初始數(shù)據(jù)成果

的可靠性。

11.4.3建模數(shù)據(jù)分析宜采用以下多種方式相結(jié)合：

a)基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)建模分析理論，以時(shí)序分析、回歸分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法為主，重點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)成果時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)行反演，并挖掘不同特征數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)程度，揭示基礎(chǔ)設(shè)施

運(yùn)行的演化機(jī)制。

b)交叉學(xué)科專業(yè)建模分析，以單一基礎(chǔ)設(shè)施為對(duì)象，以結(jié)構(gòu)專業(yè)建模理論為基礎(chǔ)，以監(jiān)

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