武汉长江大桥长期健康监测和安全评估系统研究

本文介绍武汉长江大桥长期健康监测和安全评估系统的设计方案、结构体系、主要监测内容、传感器布设安装与防护要求、数据库管理与查询的主要功能、安全评估方法与报警功能。该系统针对这座老桥的具体情况,以桥梁结构整体性能监测及列车信息和环境信息监测为主,采用分片小集中数据采集、星形组网方式,由多种参数、多种传感器和相关调理仪、多测站及两级计算机局域网构成。运行结果表明:监测系统抗干扰能力强、传输速率快、故障率低,工作性能稳定,数据结果准确、可信;全部数据边采边显,波形显示形象逼真,刷新速度快;数据库管理科学,数据查询简便、快捷;安全评估理论和方法可行,可操作性强。     

郑州黄河大桥远程振动监测系统研究

介绍郑州黄河大桥远程振动监测系统的设计方案、体系结构、总体目标、监测内容,以及系统的数据采集、数据查询及安全报警功能。运行结果表明:监测系统工作正常,性能稳定,监测数据结果可信,数据查询简单、方便;整个监测系统是柔性的、可变的,可远程设置系统的工作参数,能在一定程度上更改和扩展系统的监测内容和功能;可在线分析监测数据,远程诊断系统的工作状态,意外停机后可自动复位,实现了现场无人值守。监测系统投入运行以来,桥梁管理部门可随时了解和掌握全桥上行线各孔及下行线18孔桥梁跨中横向振动情况,发现问题可及时采取相应的技术措施和管理办法。目前,该系统正在为大桥的运营、管理和维护决策,为确保列车在桥上的行车安全和大桥本身的运营安全发挥着重要的作用。     

高速铁路沉降自动化监测系统SMAIS的研发及应用

研究目的:为解决高速铁路自动化沉降监测问题,研发出一套"高速铁路工程结构沉降及变形自动监测分析预警系统SMAIS",该系统融合传感器、数据采集传输、客户端实时跟踪和远程查询、监测成果后处理、自动预警、人工监测数据管理及监测数据分析、管理与评估等七个子系统,成功在京津城际等高铁部分段落工程上进行长期应用和检验。研究结论:工程应用结果表明:(1)在高铁工程结构的沉降监测过程中,所研发的SMAIS自动监测系统具有较高的监测精度,具有较强的适用性和稳定性;(2)SMAIS数据实时跟踪和远程网络的动态查询访问平台,可实现实时化、可视化、远程化的监测目标,节约大量的人力;(3)SMAIS监测预警子系统,可实现自动报警和报警后的预警信息分析功能,为信息化施工和科学决策提供指导;(4)本系统可适用于高速铁路路基和桥梁等工程结构的沉降监测。     

芜湖长江大桥长期健康监测系统

介绍芜湖长江大桥长期健康监测系统的监测内容、体系结构、软件配置、数据预处理以及系统的现场实施效果,探讨适应监测内容多、测点分布广、传感器类型多的大型复杂监测系统的数据采集和预处理方法。该系统实现了对表征大桥健康及行车安全状况的多种物理量的长期在线监测,系统运行性能稳定,检测结果可靠。     

石济客专济南黄河桥健康监测系统总体设计

研究目的:随着高速铁路大型桥梁的快速建设,铁路大型桥梁的健康监测愈来愈成为高速铁路运营安全及检修维护的重要保障。石济黄河公铁两用桥为(128+3×180+128) m刚性悬索加劲钢桁梁结构体系,本文结合该桥的结构特点及运营养护维修需求,研究该桥健康监测系统的设计方法。在结构静动力分析的基础上,提出监测内容及设计原则,全桥布置157个测点,桥上及监控中心设备总数397台。对传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与控制子系统、中心数据库子系统、结构安全预警与分析子系统及用户界面子系统六大子系统进行详细设计,探索健康监测系统在铁路大跨桥梁上应用的可行性,从而为铁路桥梁开展长期健康监测奠定基础。研究结论:(1)铁路桥梁健康监测系统布点设计需同时考虑静态及动态监测指标,并与成桥静载、动载试验相结合;(2)传感器选型要遵循耐久可靠、技术先进、方便更换维护及经济合理的原则;(3)数据采集及传输宜采用光纤环网进行组网设计,监控中心宜设置在铁路局工务段调度中心,便于养护维修与设备管理;(4)预警指标的确定应结合铁路设计、检定规范以及运营阶段计算承载力共同确定;(5)本研究成果可在铁路大跨桥梁健康监测项目中推广应用。     

下白石大桥健康监测系统的设计与研究

以跨径布置为145 m +2×260 m +145 m的下白石连续刚构桥为工程背景,介绍该桥健康监测系统的总体目标、监测内容、仪器选择、测点布置、信号采集与传输和安全报警等.采集系统实现静力和动力数据综合采集与控制,包括加速度、动位移等动态特征及应变、温度、支座位移和线形等静态信息.星型传输系统可保证各个采集子站的独立性和抗干扰能力,并采用多模光纤和电话网络实现数据远距离传输、远程监控和现场无人值守.该健康监测系统工作正常、性能稳定、监测数据可信.通过对监测数据的初步分析,表明下白石大桥没有异常发生,目前桥梁基本处于安全状态.     

大跨径连续刚构桥安全性评估的基准有限元模型

以八尺门连续刚构桥为背景,结合其健康监测系统,探讨监测数据处理和安全性评估通常值、限值确定方法。基于健康监测进行该桥有限元模型动力修正和模型验证,得到该桥基准有限元模型;利用基准有限元模型确定桥梁安全性评估安全阈值。结果表明:该桥监测系统能满足桥梁健康监测和安全评估基本需要,基于健康监测长期统计通常值确定方法和基于基准有限元模型的安全阈值确定方法可为健康监测系统设定安全预警值提供依据,满足桥梁安全性评估要求。     

高速铁路无线桥梁健康监测系统研究

研究目的:针对当前国内高速铁路桥梁健康监测系统中存在的数据采集装置布点困难、数据采集自动化程度低和数据采集精度不高的问题,利用无线传感网络的优点,设计一种基于ZigB ee技术的高速铁路无线桥梁健康监测系统,采用无线数据采集与传输的手段和方法,达到提高高速铁路桥梁健康监测水平的目的。研究结论:(1)利用无线传感网络具有对网络节点进行动态优化的目标跟踪特点,设计高速铁路无线桥梁监测系统,数据采集节点布点灵活方便,组网可靠;(2)利用无线网络模块的通信功能,可实现高效的在线实时数据采集与数据传输;(3)通过对无线桥梁健康监测系统网络模型进行仿真试验,证明该系统数据采集准确、及时、可靠和高效;(4)该系统可广泛应用于高速铁路桥梁健康状况实时监测。     

无砟轨道监测数据信息管理系统的设计与实现

无砟轨道在役服役状态的劣化现象突显,对服役性能关键参数进行监测和管理具有重要价值。提出CRTSⅡ型板式无砟轨道监测数据信息管理系统的总体架构和各个模块的功能;基于Oracle数据库开发平台,建立相应的轨道板服役性能关键参数数据库系统;以C/S方法对轨道板监测数据库的管理和使用,并利用华东地区某高速铁路作为实例对所提方法进行验证。结果表明:采用云端服务器和Oracle数据库可以实现CRTSⅡ型板式无砟轨道监测数据信息管理系统的开发;利用OLE-DB数据库可以有效地实现轨道板监测数据库的功能;且该系统可以实现监测数据查询、可视化和服役状态实时预警等功能;建议可以采用此系统对轨道在役服役状态进行监测和管理,以便更好地保障高速列车行车安全。     

大跨度桥梁线桥一体化检测监测系统技术方案及应用

针对大跨度桥梁普遍存在的实测成桥线形与设计线形存在差异、梁端区域轨道状态不好、养护维修缺乏标准等问题，结合大跨度桥梁技术特点，从环境监测、桥梁健康监测、桥梁/轨道线形监测、车辆运行状态（轮轨力）监测、钢轨伸缩调节器状态监测、周期性检测等多个方面构建前端检测监测系统；基于环境-车辆-轨道-桥梁的架构及前端检测监测数据，搭建具备数据采集、设备信息管理、数据展示、综合分析、系统管理五大功能的线桥一体化数据分析系统，以全面掌握线桥状态。该系统在五峰山长江公铁大桥开展初步应用，取得了良好效果。     

地铁列车远程数据管理系统设计与应用

从指导地铁列车高效运营和快速检修的客户需求出发,提出了地铁列车远程数据管理系统的组网结构和系统组成方案,通过分析地面采集存储软件和Web端管理软件的技术路线、软件模块流程和远程列车状态界面设计,实现了实时/非实时运行和故障数据的远程采集、解析、存储和显示功能。该系统设计在厦门地铁1号线车辆中已测试验证,目前应用稳定,达到了远程技术支持车辆运行、指导应急故障处理和维修快捷方便的目的。     

自动化监测系统在昆明地铁4号线下穿既有地铁中的应用

: 自动化监测系统主要由硬件系统及软件系统构成,具有自动化数据采集、连续监测、变形数据分析、成果评价、远程控制、信息发布管理等优点。在昆明地铁4号线东大盾构区间下穿既有地铁3号线盾构区间工程中,监测系统对施工进行实时监测、监测数据实时分析、快速反馈信息,指导盾构下穿施工,并且保障了新建盾构区间的顺利贯通和既有地铁3号线的运营安全。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

铁通省级IP城域网网管建设及关键问题研究

以广东铁通IP城域网网管为例,介绍IP城域网网管的典型系统结构,详述告警管理、性能采集2方面的技术。为解决告警统一处理和呈现的问题,提出在告警模块中抽象出AlarmServer统一处理多个告警源的思路;为了解决大规模业务性能数据采集的问题,在性能采集模块中增加多线程处理和数据库连接池。通过逐步建设完善,广东铁通实现了IP城域网的统一管理,达到了提高网络的运营效率和质量、降低网络管理成本的目的。     

客车运行安全监控系统

客车运行安全监控系统(TCDS)包括车载安全监控系统、车地无线传输系统和地面联网应用系统3个子系统。车载安全监控系统实现车辆关键设备的监测,采用LonWorks工业现场总线作为实时通信网络,采用2级总线式网络结构。车地无线传输系统将监测报警信息实时传输到地面,选择GPRS作为传输实时信息的无线通信方式,采用无线局域网(WLAN)自动下载过程数据。地面联网应用系统采用远程联网分布数据库,数据传输平台采用JWMQ消息中间件,主要包括电子地图实时监控软件、专家系统软件,针对铁道部查询中心、铁路局监控中心、车辆段监测中心3级中心功能的不同,开发和配置相应的应用软件。TCDS系统经在13个铁路局及其管内车辆段安装和运用,系统运行良好。     

基于大数据分析的桥梁健康状况评价

为确保北京地铁线路桥梁结构的安全性,在地铁5号线部分桥梁上安装实时监测系统;对采集到的梁体应力、位移、挠度及裂缝宽度等数据进行分析,确定温度是影响各监测指标的主要因素,温度与各监测指标线性相关,并得到桥梁各评价指标随温度变化的动态预警阈值。通过仿真计算与实测数据对比,验证各监测指标主要受温度影响,受车辆荷载的影响相对较小。提出由单项评估和综合评估两部分组成的桥梁健康状况评价系统框架,并实现系统的开发与调试。该系统目前基本满足北京地铁桥梁监测需求,且具有实时性强、病变部位定位准确等诸多优点。     

基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价

为了弥补隧道监测数据缺失导致信息丢失的不足,从而能够更好地评价地铁隧道结构健康状况,基于压缩感知理论对健康监测数据进行处理,通过对运营地铁的结构健康监测数据进行压缩和重构,减少对原始监测数据的传输和存储压力,以提高获取的地铁健康相关数据的信息完备与可靠性,为隧道结构健康安全评价提供数据基础。在此基础上,构建运营地铁隧道安全风险指标评价体系,在获取完备数据的基础上,基于不确定性视角,采用云推理综合评估运营地铁隧道的可靠程度,以及时掌握运营地铁的安全状态,并找到影响其可靠性的关键风险,从而制定相应的管控措施。最后以武汉地铁2号线长汉区间监测点的累计沉降作为数据样本进行实例分析,结果显示压缩感知能使监测数据重构以获得完备数据,再利用逐级云推理得到安全风险等级云图与实际情况相符。     

南京长江大桥结构安全监测

介绍即将建立的南京长江大桥结构安全监测系统。该安全监测系统由传感系统、信号分析与处理系统、监测与评估系统组成。结合理论分析和现场实测数据分析 ,确定主要监测内容和测点布置 ,重点介绍振动响应监测系统。振动响应监测主要内容包括主桥振动、桥墩防撞、引桥高墩振动和地震等 ,利用获取的信息分析结构的工作状态 ,评估结构的可靠性 ,为大桥的管理和维护提供科学的决策依据