基于大数据的桥梁监测信息聚类分析

针对桥梁健康监测获取海量数据却无法实时精确地监测评估桥梁结构状态的困难性,本文立足桥梁健康监测,提出了基于大数据理论的桥梁健康监测信息聚类研究技术的革新。实验结果表明,与传统的串行分类算法相比,基于Hadoop平台的并行聚类算法具有较高的效率和较低的时间复杂度,并通过不同测点的聚类结果进行桥梁结构状态演化的评估,取得了基于大数据理论的桥梁测点相关性技术研究的革新。     

大跨径连续梁桥健康监测技术工作方案探讨

以国内外桥梁健康监测及状态评估理论及技术为基础,结合大跨连续梁桥结构特点和发展需要,分析了桥梁健康监测及状态评估系统的组成、设计,以实桥为例,对大跨径连续梁桥健康监测及状态评估技术工作方案进行了详细的介绍。依次探讨了传感器与数据采集系统、数据预处理与传输系统、数据库管理系统、综合评估决策与自动安全预警智能系统的设计方案,可进一步推动大跨径混凝土健康监测技术的理论研究,该系统的建立可为同类型桥梁的健康监测提供借鉴,对进一步提高公路桥梁的管养水平具有重大意义。     

大数据背景下的桥梁结构健康监测研究现状与展望

结构健康监测（SHM）技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用，但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁SHM数据的处理分析中，首先总结大数据的概念和构成要素；然后分析SHM数据的工业大数据属性，梳理桥梁SHM大数据的研究方向；随后综述包括处理技术和分析方法在内的大数据技术在桥梁SHM中的应用现状，在由数据预处理、数据融合、特征工程、模式识别、可视化构成的大数据分析流程中提出SHM大数据研究的需求和应用场景；最后对大数据技术在桥梁SHM中的前景与驱动力进行展望和讨论。结果表明：SHM大数据研究应以结构状态评估为落脚点；大数据处理技术在SHM的系统框架搭建及数据分析能力扩展方面虽已得到较多应用，但其并非SHM大数据研究的重点；SHM数据融合对大数据分析方法有迫切需求，以实现桥梁SHM数据与外观检测等多源异构数据的多层面融合；深度学习、集成学习为结构状态敏感特征的提取提供了新的算法；有监督、无监督机器学习方法结合海量SHM数据将对结构状态评估下的模式识别问题形成更全面的认知；异常识别、相关分析、迁移学习等方法可为实桥SHM损伤识别提供支撑。研究结果可为SHM领域的大数据研究提供参考。     

桥梁结构状态评估方法研究现状与展望

桥梁老龄化日益严重,桥梁安全状态成为广泛关注的问题,对桥梁进行合理的状态评估有助于桥梁管理养护和危险预警,保证桥梁正常运营。首先介绍了桥梁健康监测系统,分析监测系统存在的问题。其次分别从试验、数据分析和数字孪生方面介绍了桥梁评估方法的研究现状,然后阐述了桥梁状态评估的发展与挑战,综合分析表明目前结构健康监测系统仍存在较多问题,试验方面基于动力测试的损伤识别和基于视觉监测的桥梁状态评估都有自身的局限性,海量的监测数据需要进行有效的处理,BIM技术下的桥梁健康监测系统能实现监测与养护一体化运维管理,数字孪生技术将为桥梁状态评估带来新的可能。     

大型桥梁健康监测系统多源异构数据集成研究

大型桥梁健康监测系统具有传感器数量巨大、种类繁多、通信方式多样、组网形式灵活等特点,数据的多源性和异构性十分突出,给数据集成带来了很大的困难。该文针对桥梁健康监测的应用需求,设计一套多源异构数据集成方案,不仅实现多源异构数据的结构化存储,还提出“结构化通信”的概念,实现结构化的通信配置、统一的通信控制和灵活的数据处理,使数据采集系统的通信配置管理更加标准化和规范化,提高代码的简洁性和可维护性,进一步提高大型桥梁健康监测系统软件平台的集成化水平。该文提出的方案在九江长江公路大桥结构健康监测系统中进行了应用,结果表明：系统界面简单易用、运行稳定可靠,具有一定的实用价值。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

基于GPS(RTK技术)的江顺大桥空间位移变形监测系统

随着全球定位技术的发展,空间位移监测已被广泛应用于桥梁结构的安全与健康监测。该系统可以实时测量地球表面点的三维坐标,并使用差分定位,精度高达厘米,并且不受天气和能见度条件的影响。本文介绍了江顺大桥结构安全与健康监测系统,介绍了桥梁空间变形监测的技术特点和监测方案设计。根据建立的结构自动化实时监测系统,对从桥梁各结构监测点得到的数据进行统计分析。结果表明,全球定位技术可以实现对桥梁空间变形的实时动态监测和状态评估。     

桥梁健康监测数据的结构化存储与分析

大跨桥梁一般都安装有规模不等的结构监测系统,对桥梁的环境荷载、运营荷载、桥梁特征和桥梁响应等参数进行实时监测。因各系统的开发者和监测内容各不相同,导致积累的海量原始数据结构定义各异,开发利用较困难,形成了信息孤岛。该文以9座大桥健康监测系统为例,对桥梁健康监测数据进行调研、梳理和分析,给出长大桥梁结构监测数据的格式规范,提出自动初步处理与人工专业分析的两步数据处理方法。研究结果表明:针对海量原始监测数据提出的规范化命名、结构化存储方法行之有效,可为桥梁健康监测系统的开发应用、数据结构定义、接口交互和采集提供规范参照;经过该文提出的数据处理方法处理后的数据与原始数据相比,其容量大幅减少,可保证处理后的数据量不超过原始数据量的5%,可为长大桥梁数据分析和挖掘利用工作奠定基础。     

基于BIM的桥梁结构健康监测运营技术应用探究

依托云南省玉溪市新平县峨德河大桥、华宁县天生桥6号桥和婆兮大桥,构建基于BIM的桥梁结构健康监测运营管理系统平台,整合桥梁竣工档案、桥梁评定和结构健康监测长期跟踪信息,将桥梁全生命周期运行维护数据标准化与融合,通过BIM模型进行三维可视化分析、展示、预警和预测,大大提高桥梁结构健康监测精准度和管理水平,深化BIM技术在桥梁养护工程中的应用,提高公路桥梁运营养护决策优化的科学性和智能化水平,支撑桥梁综合性能的提升。     

大型桥梁健康监测系统数据存储优化设计

大型桥梁健康监测系统具有数据量大、采集频率高、架构复杂等特点,为计算机资源的合理利用带来了巨大的挑战。该文根据桥梁健康监测系统的应用特点,设计了一套高效的数据管理方案,在数据的存储位置、存储方式和存储时限等方面进行了优化。为了解决硬盘空间占用率和数据监测可靠性之间的矛盾,提出了"分层统计"的概念,并综合运用了重采样和数据压缩等技术,大大提高了数据管理的科学性。     

桥梁健康监测系统在线结构分析及状态评估方法

为实时在线评估桥梁结构实测荷载与响应状态的相关性,提出桥梁健康监测系统的在线结构分析及状态评估方法。编制有限元分析程序内核,在程序内核中内嵌桥梁结构有限元模型,通过授权的数据库接口,读取健康监测系统中的实时荷载数据,对荷载数据进行统计分析,然后计算结构的理论响应值,并与健康监测系统中的结构实测响应值进行对比,对结构行为进行评估。某桥主桥为主跨460m的五跨连续双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,应用该方法对该桥进行在线分析和状态评估,评估结果显示,根据实测荷载分析得到的结构响应和实测结构响应吻合较好,结构荷载和响应具有线性相关性,结构运营正常。     

基于健康监测系统的东海大桥桥梁结构养护管理体系的构健

根据东海大桥的实际情况,构建了基于健康监测系统的桥梁结构养护管理体系,提出了预测式、评估式大桥养护管理策略。以实时监测、定期监测及人工检查相结合的方法,设计了桥梁结构健康监测系统的总体架构,对各子系统的构成及实现方法进行了较为详细的论述。对桥梁数据信息管理系统进行了功能设计,提出桥梁健康状态监测系统的应用方式,扩展并完善了桥梁健康监测的概念。     

大件运输车辆过桥监测系统设计与应用

桥梁健康监测系统可实时反映桥梁运营状态,为大件运输车辆过桥安全预警提供数据。基于中小跨径桥梁受力特点和大件运输车辆过桥需要监测的数据,同时考虑工程应用的经济性和适用性,设计了一套桥梁健康监测系统,并对系统的组成部分进行了详细阐述。以一座连续箱梁为监测对象,应用该监测系统对数据进行现场的采集、处理、传输、分析、存储,并将数据输入预警系统,预警系统判定大件运输车辆可安全通过桥梁。实践表明,该监测系统能够及时、有效地提供桥梁状态信息,为大件运输车辆过桥安全性预警提供了技术性支持。     

特殊结构桥梁集群运营安全监测平台总体设计

特殊结构桥梁是重大交通路网的控制性工程,其结构安全、交通顺畅和技术状况对区域经济社会发展起着至关重要的作用。当前全国正在积极推进公路长大桥梁结构健康监测系统和运行平台建设。为此,依托公司管辖养护的"三特桥梁"监管平台建设,介绍了总体架构、平台功能、数据中心、网络传输、数据接口、系统安全等在内的特殊结构桥梁集群运营安全监测平台的总体设计,为特殊结构桥梁的标准化、信息化、数字化、智能化监测和管养提供了技术支撑,平台采用三级管理架构,监测对象可以广泛分布于全国范围,为其他监测平台构建提供了良好的示范和借鉴。     

基于大数据技术的公路桥梁全寿命周期管理

公路桥梁设计、施工、维护过程中产生了海量结构化和非结构化数据,传统的关系型数据库已无法存储和处理。应用大数据技术,实现公路桥梁全寿命周期的数据存储和分析,围绕提高桥梁设计交互水平、合理控制工期、科学投资决策、桥梁状态管养和延长桥梁服役时间等,给出了各阶段大数据应用的若干构想和展望,为公路桥梁开展大数据应用提供参考。     

中小跨径桥梁结构安全状态评估研究

针对目前中小跨径桥梁健康监测系统及结构安全状态评估相关研究不足的情况,以万埠大桥为工程背景,通过安装在桥梁结构上的健康监测系统获得实时监测数据,对桥梁结构应变及倾角数据进行分析处理。基于统计学原理,采用损伤预警理论中的无模型指标训练法对万埠大桥进行安全状态评估,通过该法计算得到桥梁结构应变及倾角值的安全阈值,将监测系统实时监测数据与安全阈值进行对比,评估桥梁安全状态,为桥梁管养部门管理决策提供依据,也为今后中小跨径桥梁安全评估提供实例借鉴。     

挠度监测系统在京石高速公路滹沱河大桥中的应用

京石高速公路滹沱河大桥挠度监测系统运用先进的传感器技术、光纤通信及计算机技术,实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应和行为,获取反映结构状况和环境因素的信息,由此分析结构健康状态,评估结构的安全性和可靠性,为桥梁的管理与维护提供了科学依据。     

大跨径桥梁结构健康监测技术现状与发展

随着桥梁数量的大幅度增加,我国的桥梁的安全现状也表现出比较严峻的状况,越多越多的桥梁需要进行长期或短期监测。本文系统分析了我国大跨径桥梁结构健康监测技术的现状,并结合移动网络、无线技术、物联网技术、云平台技术,对新时代健康监测技术的实现指明了思路。新技术的应用极大降低了大跨径桥梁结构健康监测的现场成本,并提高了搭建效率。最后,对未来健康监测的发展趋势提出了新的要求。     

路联网“桥梁云平台”系统研发成功

<正>在国家科技部"973"计划课题"基于物联网的中小桥梁运营结构安全监测基础问题研究"、交通运输部西部交通建设科技项目"面向中小桥梁的桥梁运营管理平台建设技术与运营模式的研究及示范"、以及招商交科院自主创新项目支持下,招商交科路联网"桥梁云平台"系统研发成功。该系统利用"云计算"技术建立了针对桥梁结构运营安全监测的"桥梁云平台",从技术创新和商业模式创新2方面,实现了桥梁结构运营     

小砩桥健康监测系统的总体设计

在我国，大型跨河景观桥梁大量建设，景观桥梁的健康监测愈来愈成为道路运营安全及检修维护的重要保障。浙江省嵊州市小砩桥为独塔斜拉桥结构体系。本研究结合该大桥的结构特点及运营养护维修需求，在结构静动力分析的基础上，展开系统总体架构设计，对自动化监测子系统、数据存储与管理子系统、安全预警与评估子系统、用户界面子系统进行详细设计，为进行大桥结构状态识别、结构的承载力与安全评估等工作积累数据，从而为桥梁开展长期健康监测奠定基础。