基于物联网技术的桥梁安全监测与评估关键问题研究

基于物联网的特征及广阔应用前景,致力于将物联网技术应用于桥梁安全监测与评估领域,以提高桥梁安全运营管理的水平和效率.从传感器的选择和优化布设,监测数据采集与无线传输,监测参数与评价指标选取,评估方法与流程设计等方面探讨了应用中涉及的关键问题并给出了相应的建议.     

基于物联网技术的梁桥远程安全监测系统研究

以实际工程为背景,运用先进的物联网技术、无线传输技术及光纤光栅检测技术,针对梁桥关键截面部署各类光纤光栅智能传感设备,实时对其裂缝、应变、温度及动态特性进行检测,依据桥梁损伤识别和安全评估规范,实现桥梁健康状况的在线安全评估和分级预警,从而实现物联网技术在梁桥安全监测领域的良好应用。     

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。     

基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康监测系统设计与实现

为对运营隧道的健康状态进行实时监测，提高监测的准确性，以武汉地铁3号线王宗区间监测项目为背景，研究基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康系统架构。针对监测指标的具体特征（例如沉降、倾角、加速度），阐述传感器网络的布设与监测数据的传输方案，进行预警分析和评估结果系统界面演示。通过BIM核心数据库的内容构建，基于DYNAMO参数化提出运营隧道三维建模方案，实现三维模型与多级预警制度的集成，实现监测预警的可视化，为运营隧道结构健康监测系统设计、传输方案选取、监测量预警分析与预警可视化方向提供思路。     

基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统

针对城市立交桥运营期间的结构健康监测问题,基于LoRa无线网络技术设计并研发了城市立交桥远程监测数据采集系统,并进行了工程应用。系统以物联网架构为基础,由安装于城市立交桥现场的传感器数据采集节点、无线传输节点和部署在云端的监测云平台的3部分组成。现场设备通过LoRa技术以星形拓扑结构进行无线组网,将采集的监测数据远程上传至云平台,最终实现了监测数据的自动采集、无线传输、远程监控、智能预警的全功能流程。监测结果表明,基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统对提高城市桥梁运营期间的安全管理水平具有积极意义。     

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。     

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     

大交通量城市高速公路桥梁物联网系统研究

针对以机场高速为代表的大交通量长线路城市高速公路桥梁,多角度综合论述安全运维物联网系统的优化设计与实施策略,提出适用于运营中城市高速公路桥梁的物联网监测系统方案。研究表明,以互联网为核心的桥梁物联网系统,可为城市高速公路桥梁运维管理提供兼顾高频度、实时性和长期性的数字化技术支撑,技术先进,成本经济合理,实施便利。     

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。     

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。     

小河特大桥健康监测系统架构设计及实施建议

小河特大桥为国内单跨最大的钢管拱桥之一,同时地处山区深切峡谷,安全风险大。文章从保障桥梁的运营安全和提高大桥的安全预警水平和养护管理效率出发,提出建立对大桥主要构件实施自动化监测,获取桥梁结构主要参数的变化信息,对结构的静力和动力安全性、耐久性和适用性进行综合性评估,实时了解结构的安全服役状态,对桥梁的危险状态及潜在威胁及时预警的健康监测系统,设计了系统架构和实施建议。     

结构健康监测系统与巡检养护管理系统在青岛海湾大桥上的一体化设计

正在中国山东省建设的青岛海湾大桥包含一座双塔双柱钢箱梁斜拉桥、一座独塔双柱钢箱梁斜拉桥和一座独塔自锚式钢箱梁悬索桥,主线全长28.880 km.对于这样庞大而复杂的大型桥梁结构体系,传统的桥梁巡检养护方法难以精确有效地检测和识别大桥内各构件的结构健康变化状况.随着现代传感、网络通讯、信号分析与处理、数据管理、知识挖掘、结构分析等领域技术的发展和成熟,综合了这些技术的结构健康监测系统实现了指导结构的运营管理,验证设计假设和参数,预警异常荷载响应损伤,评估结构的性能与安全,纠正更新结构设计标准等功能.青岛海湾大桥的运营期结构监测巡检养护管理系统,包含自动化数据采集系统、基于半自动化人工巡检的养护管理系统、构件评级系统和损伤预警状态评估系统,以大桥结构为平台,有机结合结构健康监测系统与巡检养护管理系统,结构健康监测为巡检养护管理提供目标和依据,巡检养护管理给结构健康监测作补充和完善,一体化的设计最大限度地保证大桥安全运营,延长大桥使用寿命.     

基于ETL和GIS构架的快递行业监测平台建设研究

通过研究基于物联网和GIS的快递行业监测平台,实现对快递业安全运行的监测预警,收集、共享与快递业安全运行有关的信息,依法处理影响快递业安全运行的事件,运用大数据和物联网等先进技术,与行业内相关快递企业生产数据对接,实现行业安全智能监测和预警,为管理部门安全监测和行业监管提供工作平台。     

桥梁监测数据采集系统设计与实现

桥梁监控系统作为传感器与现代通信技术和网络技术的产物,通过对数据的收集和分析,实现对大型桥梁的安全监控和预警,在维护桥梁正常运营的同时,保障人们的生命和财产安全。对此文章设计了基于Zigbee无线传感器网络技术的桥梁健康监测数据采集系统,并对系统的硬件和软件部分的设计进行了深入阐述。通过该系统可对数据进行现场处理、分析、存储和预警。     

桥梁健康监测在线预警指标研究

为了及时发现结构异常、保障桥梁安全运营,以新光大桥健康监测系统为背景,提出了"多指标两级预警"的在线结构预警体系,确定了预警指标、预警阈值和预警流程,并重点对承载能力利用率、年疲劳损伤度、疲劳车辆荷载、跨中竖向变形及固有频率变化率等预警指标进行了研究。提出了基于实测静应力的应力分离方法并计算了构件的承载能力利用率,利用实测法计算了构件的年疲劳损伤度,同时进行其他预警指标的计算。结果表明,在当前荷载作用下新光大桥构件的承载能力利用率较低,构件承受活载能力的富余程度较高,年疲劳损伤度微小,其他预警指标的结果亦正常,满足使用要求。所提出的预警体系已成功应用于新光大桥长期健康监测,该体系可及时发现结构异常,对保障桥梁安全运营具有较大的实用价值。     

季冻区运营公路隧道冻害监测预警技术研究

以吉林省板石岭隧道为依托,考虑季冻区运营隧道冻害产生机理,全方位监测隧道衬砌、围岩、排水沟等冻害易产生部位水和温度的信息,将工业控制、物联网技术、检测技术与土木工程相结合,从硬件建设、数据采集、远程传输、数据管理等4个方面入手,建立季冻区运营公路隧道冻害监测预警系统,实现了远程实时监测隧道内水和温度信息。利用数据库将信息存储并整理,通过对数据变化的研究分析,实现对季冻区运营隧道冻害的预警,将冻害对隧道的安全威胁降到最低,为冻害监测及治理提供参考。     

基于递归神经网络的桥梁变形趋势预测研究

随着物联网的应用普及,桥梁的安全监测逐步向全自动、全天候、实时、高精度方向发展,但这些监测手段仅能对现有桥梁安全问题进行监测预警,无法提前预测其安全隐患,使桥梁养护止步于"管"和"控",而无法实现"防"。鉴于此,文中利用递归神经网络的循环连接特性建立桥梁健康状况评估模型,结合工程实例进行应用分析,结果表明递归神经网络在桥梁变形趋势预测、隐患发掘及健康状况评估方面具有较大优势。     

基于物联网的隧道洞口结冰动态监测技术研究

随着公路隧道运营里程的增加,隧道洞口结冰引起交通事故率增大的问题更加突出。为保障隧道行车安全,提升隧道运营安全管理水平,基于物联网技术对隧道洞口结冰动态监测技术进行研究,并建立隧道洞口结冰动态监测Web平台,通过DTU无线传输设备对洞口路面温度、空气湿度进行采集和综合数据分析,实现了对高速公路隧道洞口路段结冰的实时监测和预警,从而保障了高速公路交通运营安全。     

蔡家嘉陵江特大桥长期健康监测系统的设计及实施

基于蔡家嘉陵江特大桥工程基础,结合现代化的传感技术和自动远程监控技术,提出基于结构健康评价模型的桥梁长期健康监测系统,研究其各个子模块的集成方案及协同工作。该系统对桥梁结构状态进行长期实时监测与评估,能够在恶劣天气、混乱交通及出现紊乱的运营状态时及时地发出预警信号。通过该系统在蔡家嘉陵江特大桥中的运行实践证明:该系统功能完备、可靠性高,可为桥梁维护、维修与管理决策提供依据。     

桥梁健康监测技术研究现状及展望

为进一步推进桥梁健康监测技术的发展,保障桥梁运营安全,依据近20年国内外桥梁健康监测（BHM）领域的学术研究现状,总结了BHM在系统及适用性、结构损伤监测算法、监测数据预处理、损伤结构安全预警及数字孪生技术方面取得的最新进展,确定BHM技术目前的研究热点和未来的发展方向。综合分析表明：在BHM系统及适用性方面,研究结构响应参数与健康指标的关联机制,研发长寿命非接触自动采集的智能传感装置,建立针对多源数据采集、传输、存储、分析、评价、预警于一体的自动化、网络化、智能化综合系统是重点研发方向;在结构损伤监测算法方面,设置针对异质场景的不同人工神经网络及修正方法选择建议集,针对多源信息流构建基于数据驱动与模型修正实时交互的多层级耦合智能算法是主要研究热点;在监测数据预处理方面,进一步研发基于深度学习的多源异构数据融合方法,建立复杂环境影响下的损伤结构动态信号提取算法,实现结构监测数据的精准分离是未来研究的热点;在损伤结构安全预警方面,研究重心集中于预警指标和预警体系的建立以及基于可靠度理论与监测数据的常规损伤安全评估,以结构监测数据反映总体力学行为并结合局部损伤的智能检测信息进行服役性能评价是未来的主要发展方向;数字孪生技术在BHM中尚属起步,将数字孪生技术融入多层级复合算法,建立结构多源异构大数据智能融合机制,形成数字联通、实时互动的智能化桥梁运维监测体系是重要发展方向。