基于ZigBee技术的桥梁监测数据采集系统关键技术研发

本文设计了一种基于ZigBee无线传感网络的智能桥梁结构健康监测系统。将ZigBee无线网络传输技术引入到桥梁监测领域,构建了基于无线传感网络的桥梁结构健康状态监测系统,并对组成系统的多层次网络架构进行了详细介绍。设计了系统的硬件电路及软件系统,最终将采集数据上传至云平台,实现了完整的无线数据自动采集、传输、查看的全过程。     

自动化变形监测技术发展与在广州地铁中的应用

自动化监测系统的主要功能是采集、交换、处理和反馈数据,整体系统由现场采集系统、主控计算机系统以及应用终端系统三部分组成,基本工作原理是利用安装或者埋设在结构上的传感器测量有关的物理量,通过数据采集装置组成现场采集网络按照设定的方式自动采集上述传感器测量的数据,再通过通讯设备将所得到的数据远程传输到管理控制中心,中心根据数据分析计算、评估安全情况.广州地铁建设与运营过程中,自动化变形监测技术应用于实时监测地铁结构的变形情况,保障了地铁建设与运营的正常进行.     

龙头山特大断面隧道远程自动监测研究与成果分析

结合特大断面公路隧道——广州龙头山双向8车道隧道公路工程实例,根据特大断面的力学行为及变形特点,以及工程勘察所揭露的围岩特性,分析并确定了龙头山特大断面隧道的监测内容和监测点的布置方式,利用自行研发的隧道远程自动监测系统对监测断面的拱顶沉降及锚杆轴力进行量测,最后对龙头山特大断面施工运营期间的拱顶沉降及锚杆受力特点进行分析总结。该工程系国内首次应用基于Web（Internet）及GSM中GPRS的无线远程传输方法＋智能无线自动综合监测系统,实现了对隧道运营期的远程自动监测,为今后特大断面隧道远程自动监测提供了参考。     

强制电流阴极保护远程监测系统

介绍强制电流阴极保护远程监测系统(简称远程监测系统)的设备安装方式、采集对象、系统流程,将人工抄录数据作为基础,分析远程监测系统监测数据(简称监测数据)的有效性。远程监测系统的设备安装方式可采用地面安装、地下安装。远程监测装置主要由监测装置、发射接收装置(自带锂电池、SIM卡)组成,可以实现保护电位的自动采集和发送,以及接收由监控中心发送来的高低电位报警限值。通过接线盒等装置,还可实现对保护电位的人工抄录。监测数据与人工抄录数据的相对误差范围为-0. 91%～1. 77%,监测数据精度理想。     

在役大型T构桥梁健康监测系统设计

桥梁健康监测系统目前已被广泛应用于大型桥梁工程的管理和维护中。本文以324国道乌龙江大桥为工程背景,介绍了在役的大型T构桥梁健康监测系统的总体设计原则、系统构成及其各模块功能,分析了数据采集与传输系统设计的总体思路和框架,并对桥梁安全与预警系统模块设计思路进行了简要的讨论。乌龙江大桥桥梁健康监测系统的实施,对评定该桥的安全运营状态,提高桥梁的管理水平,保证结构的安全性和可靠性,都将发挥重要作用。     

滑坡灾声与边坡应力远程智能监测系统研制及应用研究

日前由中国矿业大学（北京）申报的“滑坡灾害与边坡应力远程智能监测系统研制及应用研究”日前通过教育部鉴定。滑坡灾害及边坡应力智能远程监测系统主要用于边坡岩体的监测，是由国家自然科学基金重大项目首席科学家、国家级重点学科岩土工程学科带头人何满潮教授提出构思和整个智能系统框架设计，并带领课题组研制的新型高科技监测设备系统。其中，数据智能自动采集和无线传输系统由应力传感器和采集发射控制电子系统组成，     

远程无线静力水准监测系统在城市立交桥健康监测中的应用

为了解决目前静力水准仪在桥梁变形监测中存在施工难、数据反馈不及时、自动化性能差、施工速度慢等缺点,提出采用一套远程无线静力水准监测系统对桥梁进行自动化监测。本文着重介绍了远程无线静力水准监测系统中硬件设备设计,其提高了远程无线静力水准监测系统在工程现场施工、安装与调试的便捷性。通过对某立交桥监测数据进行分析,可说明本文提出的远程无线静力水准监测系统具有精度高、稳定性强等特点,在桥梁变形监测领域具有实用价值。     

三层框架模式的桥梁健康监测系统

以山西小沟特大桥工程为例对大跨桥梁健康监测系统的三个组成架构：传感子系统、数据采集传输子系统、远程分析中心子系统进行了介绍。该系统在对桥梁做了近1年的监测,其结果证明,确实能够揭示该桥结构的整体工作状态,为管理部门提供了较详实的信息。     

基于物联网技术的实训室智能管理系统设计

本文设计了以物联网技术为核心的智能实验室远程管理控制系统。系统通过TCP/IP、GPRS组网模块实现通信,管理员通过手机预装的应用程序、手机应用小程序实现实训室智能门禁管理、远程监测。系统具有运行成本低、集成度高、运行稳定等特点,适用于远距离监测且不受地形条件的影响。     

浅谈消防水压监测设备电气控制与应用

随着我国经济的发展,近年来高层建筑及人员密集场所逐步增多,建构筑物内的自动喷水灭火系统存在火灾事故发生后管网无水导致火灾迅速蔓延的事故偶有发生,为了有效解决这一问题,利用物联网技术在各消防系统(自动喷水灭火系统、室内消火栓系统)末端管网、消防蓄水池、高位水箱安装水压传感器及水位传感器,将水压、气压、液位信号通过无线远程传输设备RTU传送至软件平台,软件平台能够接受、储存、分析数据,接受到具体数据通过软件平台对相应设备传输的阈值进行定义来识别对应的消防水压及水位监测设备的异常报警信息进行实时监测。传统的消防水压监测靠人工巡检,由于巡检人员技术水平的参差不齐等问题产生安全隐患毋庸置疑。消防水压监测设备的研发成功,通过压力传感器和水位传感器的电气控制实现对整个建构筑物内消防供水的智能化监测。让消防供水设备由人工管理提升到了物联网智能监管。     

光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

智能家居无线远程监控系统电路设计与实现

结合实例．介绍智能家居无线远程监控系统的硬件组成、系统电路图、运行流程、系统编程、程序调试及硬件调试。智能家居无线远程监控系统以单片机为控制中心,以GSM网络为载体,通过安装在住户家中不同类型传感器的采样及数据分析,将住户家中的情况以短信的方式发送给指定的手机用户．该手机用户可通过发送短信的方式远程控制家中的继电器．通过继电器控制家里的用电器,从而实现智能家居无线远程监控。     

智能建筑与消防

本文对智能建筑的系统构成以及性能优点做了较为详尽的论述,特别提及综合布线在智能建筑中的关键作用.智能建筑中的火灾自动报警系统是整个智能系统的一个重要组成部分,本文结合智能建筑的发展趋势,具体分析了采用计算机网络技术实现火灾报警信息远程传输,进而实现远程控制和远程指挥的重要作用.     

竖直埋管地源热泵系统运行监测平台的研究

采用能效监测系统进行实验测试,并通过数据测量和采集装置,采用数据传输手段,实现数据在线、实时监测和动态分析等功能,为竖直埋管地源热泵系统的实验研究提供基础数据。将西门子PLC-200作为下位机,利用现场安装的温度、压力、流量等传感器,采集相关的温度、流量等基础热工参数;WinCC则作为系统的上位机,监控整个系统的运行。实现了可再生能源利用系统的多样化、高效化。     

谈智能张拉系统对提高桥梁耐久性的作用

以山西省岢临高速公路部分标段的桥梁施工为例,分析了智能张拉系统的优点,并作了具体论述,指出智能张拉工艺采用了计算机智能控制技术,可有效提高桥梁施工质量,为桥梁的结构安全性和耐久性提供了保障。     

A hybrid optimization mechanism for constructing a dynamic simulation system—An operational behavior analysis of a moving scaffolding system

Standardized production processes in the construction industry can reduce uncertainty, cost and time. The Movable Scaffolding System (MSS), a new bridge construction technique, facilitates automated operations at a high rate. In an MSS, highly repetitive mechanical operations make issues of supply and allocation of machinery and raw materials extremely important. We use Simprocess, a computer simulation software package, to construct hierarchically standardized models of MSS bridge engineering operations (MSSBEO), which encompass bridge superstructure and substructure production, procurement, storage and transmission of raw materials, and utilization of nonconsumable resources such as machines, tools and human resources. We also present a novel dynamic simulation model with a novel fuzzy inference-based optimization mechanism for multiobjective optimization that can identify the optimal resource-allocation strategy under dual goals of minimized time and cost in the MSSBEO model. We analyze the MSSBEO model using the proposed optimization system and use a case study to verify the accuracy and applicability of the proposed system. Through the human decision-making module, optimized resources allocation strategies can be quickly searched to meet actual conditions and enhance the academic value and application of the optimized resource combinations. The most suitable resource combination for an actual situation is generated by applying the proposed optimization module with the fuzzy inference mechanism. After model testing, the optimized resource combinations obtained using the proposed optimization module enhance the utilizations of each resource and reduce the overstocking of materials in the simulation to achieve the goals of reduced cost, efficient work schedules and enhanced productivity.     

Modbus协议在消防联动远程监控系统中的应用

针对目前建筑物内消防联动设备在实际使用过程中暴露出的问题,研究设计了一种基于Modbus通信协议的消防联动系统.以PC机为主站.带通信接口的智能控制器为从站,Modbus协议实现计算机与现场智能控制器之间的数据传输.介绍了Modbus通信协议和串口通信技术.给出了单片机的RS485通信电路设计方案.以及使用C18编写支持Modbus协议的控制器软件的通信模块设计方法.阐述了基于VC 的上位机监控软件设计的关键技术及实现的具体功能.     

大跨度预应力混凝土桥智能拆除技术现状与展望

为实现大跨度预应力混凝土桥拆除的安全可控,通过分析桥梁拆除的特点及存在的技术问题,明确了基于数字孪生体技术的桥梁智能拆除的概念,厘清了桥梁智能拆除技术的发展阶段,展望了基于数字孪生体技术的桥梁智能拆除应用前景,综述了数字孪生体技术在桥梁工程中的研究现状; 结合某大桥拆除工程案例,对数字孪生体技术进行探索应用,不断提高桥梁拆除过程内力状态预测和控制精度,避免再利用构件二次损伤。研究结果表明:大跨度预应力混凝土桥拆除具有恒载内力状态不确定和施工状态不可控的特点,拆除时的结构力学行为是一个瞬间释放的过程,当主梁恒载负弯矩无法匹配预应力提供的正弯矩时,墩梁结合处梁段存在底板拉裂和顶板压溃的风险; 服役桥梁在荷载和环境长期耦合作用下结构性能不断劣化,由于养护不到位导致桥梁过早进入病害高发期,迫切需要通过养护加固提升结构性能,但是“过度医疗”的桥梁结构在经过长期运营后结构性能劣化速率会不断加快,将大大缩短桥梁的使用寿命,因此在最佳的养护时机采取合适的养护措施可以有效延长桥梁使用寿命; 然而,一系列维修加固措施又会使得桥梁结构状态精准评估和预测愈发困难; 桥梁智能拆除是借助新一代信息技术,实时掌握桥梁拆除全过程的真实受力状态,通过数据驱动虚拟桥梁在拆除过程中进行自感知、自演化、自学习、自评估、自决策和自执行,逐步实现人机协同拆除、自动化智能拆除的施工创新模式; 借助三维激光扫描仪和全站仪对桥梁结构进行数字重构,精准掌握桥梁恒载分布状况及拆除梁段吊重,通过状态反演的方法对拆除前外观病害和拆除中结构响应进行状态验证和模型修正,明确病害成因及演化规律,掌握结构恒载内力状态,动态调整监控阈值逐步逼近桥梁真实应力状态,从而预先识别风险工况并采取积极高效的安全控制措施,实现桥梁拆除过程的精准预测和控制; 对桥梁拆除后再利用构件进行精确测量、有损检测、耐久性试验和长期性能实时监测,有助于提高数字化检测技术的测量精度和效率,推动桥梁结构长期性能演化规律研究; 基于数字孪生体技术的桥梁智能拆除研究方向应重点关注桥梁损伤构件无损检测技术及定量分析方法、桥梁结构病害和长期性能演化规律、既有损伤的桥梁结构精细化模拟仿真技术、基于物联网技术的桥梁智能监测系统、基于数据驱动的智能拆除机器人自动化施工技术和桥梁全生命周期内数字模型构建、使用、维护、管理体系。     

波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制

针对波形钢腹板连续刚构桥架设过程中腹板剪切变形所致挠度预测问题,建立了采用思维进化算法(MEC)优化BP神经网络(MEC-BP)的挠度预测框架,研发了基于可视化管控系统的智能化施工控制模块。挠度预测框架主要包括三部分:首先,获取用于建立预测模型的数据集,其中输入样本和输出样本分别由拉丁超立方体采样(LHS)技术和高精度实体有限元模型生成; 然后,基于所获得的数据集,建立了基于MEC-BP神经网络的挠度预测模型,并根据统计准则对模型性能进行评估; 最后,利用训练良好的MEC-BP模型对波形钢腹板连续刚构桥架设施工的挠度进行预测。智能化施工控制模块主要包括两部分:首先,根据规范建立分级预警指标体系,分别为红色、黄色及绿色预警; 其次,基于可视化管控系统研发了施工控制模块,并开发了手机端APP,在此基础上,结合MEC-BP预测模型,实现了波形钢腹板连续刚构桥架设过程的智能化施工控制。以梁渠沟大桥为背景,将挠度预测值与现场实测值进行对比验证。结果表明:MEC-BP预测模型的挠度预测值与现场实测值吻合较好,预测误差均满足要求; 智能化施工控制系统在梁渠沟大桥架设过程中成功预警3次,助力梁渠沟大桥的建设取得圆满成功; 研究成果可为波形钢腹板连续刚构桥架设施工的智能化控制提供理论依据。