1、系統概述

橋梁結構健康監測基本思路(lù)爲：

1）根據橋梁的具體(tǐ)結構形式，進行結構有限元建模，确定橋梁的安全敏感點，從(cóng)而确定橋梁監測傳感器的布設數量和位置。利用盡可(kě)能少的傳感器獲取盡可(kě)能多的結構響應信息。

2）前端傳感器采集的信息彙聚後通過網絡傳輸至監控中心。

3）監控中心負責對各類傳感器信息進行預處理(lǐ)，并提供多種預測預警模型以及數據分(fēn)析的模型，一旦監測數據超出設定的阈值或容許值，系統就(jiù)産生(shēng)報警。橋梁管理(lǐ)部門(mén)根據預警類型及級别等采取相(xiàng)關的措施，如(rú)交通管制、維修處理(lǐ)等。

4）同時系統提供在線評估、離(lí)線評估等功能，對橋梁的結構安全等級進行評估，包括橋梁技術(shù)狀況評估、橋梁安全性評估等。根據評估的等級給出橋梁巡檢維護的建議(yì)，并推送至相(xiàng)關管理(lǐ)部門(mén)。

橋梁健康監測系統是對常規的檢查、檢測和載荷試驗的重要補充，其不可(kě)替代性主要表現在連續性、同步性、實時性和自(zì)動化四個方面；連續性，有目的的長期積累橋梁監測數據，用于結構損傷識别和趨勢分(fēn)析；同步性，各參數可(kě)同時采集，便于分(fēn)析橋梁響應與載荷作(zuò)用之間的相(xiàng)關性，及時掌握影(yǐng)響橋梁性能退化的關鍵因素；實時性，實時掌握橋梁結構動态、靜(jìng)态、環境、載荷等響應，及時預警；自(zì)動化，通過自(zì)動化采集方式，獲取監測數據，克服人(rén)工(gōng)巡檢無法到達、無法操作(zuò)、人(rén)員(yuán)安全等問(wèn)題。

 橋梁健康監測項目根據具體(tǐ)情況和用戶需求，包括設計(jì)、建設、軟件(jiàn)和後期服務4個部分(fēn)。其中設計(jì)階段主要完成項目立項和方案設計(jì)，系統建設階段也就(jiù)是現場施工(gōng)過程，包括傳感器布設、傳輸網絡建設、硬件(jiàn)集成調試，有的項目還(hái)包括監控中心建設；軟件(jiàn)服務有兩種方式，一種是建設方提供整套軟件(jiàn)系統，由監管機(jī)構運行；還(hái)有一種方式是建設方托管，定期提供橋梁監測和評估報告；系統後期服務包括系統運行維護、對軟硬件(jiàn)的定期檢查、軟件(jiàn)升級和人(rén)員(yuán)使用培訓；這些服務内容都(dōu)是根據實際項目需求，可(kě)以單獨進行，也可(kě)以提供一體(tǐ)化整體(tǐ)服務。

2、系統價值

橋梁結構健康監測價值體(tǐ)現，我們初步總結有以下幾個方面：1、提高橋梁管養效率，包括快(kuài)速實現橋梁狀态的評估和分(fēn)析，及時發現病害源或橋梁運行異常情況，指導管養；通過交通監測，輔助超限車管控，預測橋梁結構損傷和壽命；2、是提升橋梁管理(lǐ)科(kē)技品質與質量，包括建立完備的橋梁數字化檔案，提高橋梁作(zuò)爲交通設施的智能化管理(lǐ)水平，随時遠(yuǎn)程掌控橋梁性能和工(gōng)作(zuò)狀态，提高數據監測的精度；價值體(tǐ)現3是加強抗災應急能力，包括及時發現并監測突發災害等特殊事(shì)件(jiàn)的發展變化，記錄完整的突發事(shì)件(jiàn)過程，便于時候評估處理(lǐ)；價值體(tǐ)現4是推動行業發展，通過對橋梁健康監測系統的研究，推動了物聯網、大(dà)數據、雲計(jì)算等先進信息化技術(shù)在橋梁工(gōng)程中的應用。

3、系統構成

典型健康監測系統構成如(rú)圖所示，主要包括5個子系統：自(zì)動化監測子系統、數據庫子系統、預警評估子系統、用戶界面子系統和三維仿真子系統。

主要監測項目分(fēn)爲三大(dà)類，1是環境荷載，包括環境溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、交通荷載等；2是結構整體(tǐ)響應，包括結構振動、位移、變形；3是結構局部響應，包括應力、裂縫、索力、索塔橋墩偏位等。

監測點安裝位置及典型監測數據如(rú)圖所示：

4、硬件(jiàn)集成

健康監測系統硬件(jiàn)集成如(rú)下圖所示：

5、軟件(jiàn)架構

系統軟件(jiàn)架構如(rú)圖所示，包括數據采集、數據處理(lǐ)、數據存儲、應用支撐和用戶界面5個層次；包括結構監測、專題監測、阈值報警、趨勢分(fēn)析、監測報告、橋梁檔案等12大(dà)功能模塊。

6、系統特點

智能化采集平台：标準通訊協議(yì)兼容各種傳感器，實現智能化快(kuài)速數據采集、解算、存儲和實時轉發；多樣化實時監測與分(fēn)析：常規結構監測與專題監測分(fēn)析相(xiàng)結合，實時監測與曆史數據查詢結合，提供全面、有針對性的結構監測解決方案

自(zì)動化監測報告與報警：豐富的監測報警方案、用戶自(zì)定義流程、分(fēn)組分(fēn)權限接收不同報警信息；自(zì)動分(fēn)析系統運行情況、橋梁結構監測狀态，生(shēng)産統計(jì)分(fēn)析報告，支持靈活選配。

三維可(kě)視化：三維全景、BIM集成展示監測數據，提升系統用戶體(tǐ)驗和管理(lǐ)工(gōng)作(zuò)效率

視頻監控：集成各大(dà)廠(chǎng)家視頻監控接口，實現web和app端實時視頻監控集成

移動智能終端：随時遠(yuǎn)程監測與報警推送，及時處置、專題數據分(fēn)析

7、系統典型應用界面

8、系統展望

橋梁結構健康監測有以下幾點新趨勢：健康監測應用向标準化和規範化推進，從(cóng)特大(dà)型橋梁向中小型橋梁群應用轉變，自(zì)動化監測和數字化巡檢管養融合并重，全壽命信息化與建管養一體(tǐ)化；面臨的調挑戰有：有限測點的最優化布置理(lǐ)論和設計(jì)方法，更爲科(kē)學的數據分(fēn)析與狀态評估方法，海量異構監測數據“隐秘”規律挖掘，全壽命期信息模型建立，更直觀高效的管理(lǐ)方式，新傳感技術(shù)的研發與應用。