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。     

智能监测系统在某斜拉桥健康监测中的应用研究

桥梁健康监测的智能化、实时化对于桥梁尤其是大型桥梁的健康安全评价起到了较大的促进作用。基于斜拉桥-甘竹溪特大桥的健康状况及评价要求,文章对于监测内容进行了详细分析,然后对于实现监测内容的集成方案进行了详细分析,最后针对系统集成方案从中心数据库、不同子系统和软件集成方面进行了详细的介绍,本文研究对于未来斜拉桥的智能健康监测系统的设计和运营提供一定的理论和工程应用,对于智能健康监测系统的推广起到了一定的促进作用。     

桥梁预警系统异构数据库分布式引擎模块设计

针对桥梁预警系统群体间协同工作对信息共享的需求,从群体协同工作与面向应用的集成角度对桥梁预警系统异构数据库的集成方式进行了研究。提出了包含用户界面、异构集成模块和存储层三部分的桥梁预警系统异构数据库集成模式。该异构数据库集成模型由桥梁结构表征方法,命令解析模块和数据综合模块组成。在异构数据集成的基础上,实现了预警系统群体间的信息共享,为群体协同工作提供了技术支撑。最后通过模拟管理群体向预警系统提出获取桥梁抗震评估请求对异构集成模块的可实现性进行了验证。     

面向多源异构信息融合的隧道群组装备数据提取技术研究

为保证隧道施工多源异构设备数据的有效采集，针对施工群组装备运行数据特征，开展散布、异构设备数据的并行采集方案及技术研究； 在先行构建出数据采集系统框架、采集实施流程的基础上，针对设备多维、连续数据生成的特点，开展基于流数据管理（stream-based date management， DSM）的技术方法探究； 通过构建多并发数据采集（forward-oriented optimal concurrency control， FOCC）系统，实现多源异构数据的集采、并采。通过重点对前向乐观并发数据采集管理、采集设备自动组网技术方案进行研发实践，研发多协议集成、多接口并发采集、自组网、自主发送的“数据采集终端”，成功实现了龙门吊、泥水分离系统等隧道施工装备运行数据的实时提取。研究证明，提出的多数据并采技术方案可有效解决多源异构数据采集问题。     

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MAS的大型智能桥梁健康监测系统开发与应用

在分析桥梁健康监测系统功能和特点的基础上,针对现有桥梁健康监测系统监测、诊断与评估、控制与维护管理等功能模块间缺乏足够信息交流和协作以及现有监测系统智能化程度不高的问题,在桥梁健康监测引入多智能体进行了研究,提出了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统模型,设计了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统软件体系结构,并介绍了基于多智能体技术构建的监测、诊断与评估、控制与维护管理集成的智能桥梁健康监测系统的实现。应用结果表明,基于多智能体的智能桥梁健康监测系统能有效改善监测、诊断与评估、控制与维护管理之间的隔离状况,提高系统的综合性能。     

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。     

特大型桥梁健康监测及数字化管养系统研究

分析特大型斜拉桥长期健康监测及数字化管养系统的功能,研究其各个子系统协同工作的集成方案,提出一套基于B/S模式的远程实时在线的桥梁长期健康监测实现和集成技术,并利用这套技术实现了特大型斜拉桥长期健康监测及数字化管养.     

桥梁结构状态健康监测系统差错控制研究

数据可靠度问题是制约桥梁结构健康监测系统进一步发展的瓶颈。而数据通信领域利用差错控制思想来保证数据的可靠性,已获得成功应用。目前的桥梁结构健康监测系统尚无数据差错控制的思想,也无相关的理论和模型。从系统的角度提出桥梁结构健康监测系统差错控制的基本思想和模型,以及针对信息获取环节、数据传输环节、安全评价环节的差错控制机制,从而彻底解决桥梁结构健康监测系统的数据失真问题,提高系统的可靠性,有效降低虚/漏报警率,并在具体实践中得以成功运用。     

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。     

浅谈结构健康监测系统在桥梁管养中的应用

分析了公路长大桥梁、特殊结构桥梁建设健康监测系统的必要性;阐述了做好桥梁管养工作要桥梁检测与健康监测相结合,优势互补;结合应用案例,介绍了健康监测系统的建设方案,以及其在大型桥梁管养中发挥的重要作用;展望了健康监测技术与BIM相结合的研究新方向。     

面向安全的悬索桥综合监测系统框架研究

针对悬索桥梁安全监测中各子系统分散的现状,构建一种涵盖结构、交通、环境等信息的桥梁安全综合监测系统框架,并提出系统功能及数据集成与挖掘关键技术,该综合监测系统通过统一平台集成桥梁结构健康监测、主缆除湿监测、供电设施电力监测、交通运行监测、外界环境监测等子系统的信息资源.     

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。     

基于SDO的异构服务数据模型研究

面向服务架构SOA是当前解决异构系统整合和应用系统集成问题的理想方案。通过使用SOA中的服务数据对象及数据访问服务技术,对异构服务数据模型进行设计,该模型屏蔽了异构数据库间的数据访问细节,从而隔离了数据源与应用层,实现业务逻辑与数据源的松耦合。     

湛江海湾大桥健康状态评估体系设计

该文介绍了湛江海湾大桥健康监测系统中评估体系的设计方法。紧密围绕湛江海湾大桥养护管理的需求,提出了以实时监测、定期监测及人工检查相结合的监测手段,应用层次分析法及模糊推理法等,给出了各种数据处理、评估的方法及内容。对数据信息管理系统进行架构设计,提出桥梁健康状态评估系统的应用方式。扩展并完善了健康监测的概念,为以后我国类似大跨度桥梁的现代化养护管理信息系统的建立提供了借鉴。     

隧道掘进设备多源异构数据采集系统设计开发与应用

为解决隧道掘进设备接口众多、高频异构型数据密度大且需要实时采集的问题，提出一种隧道掘进设备专用的多源异构数据采集系统。该系统采用一主多从的系统架构，按照“微服务”的设计思想，设计数据源接入接口统一以及数据源进程相互独立的程序架构，提出一种以插件形式组织数据源接入的开发方式。该系统包括终端软硬件部分、可视化平台部分等，先后接入PLC控制器数据、振动监测数据、渣土改良数据、刀具磨损数据等，实现了多源异构数据的多路完整、独立且实时采集。该系统解决了隧道施工中多接口大密度异构数据采集的难题，能够方便项目决策及管理人员实时、完整地获取现场施工信息，为优化掘进方案提供支撑。     

大型桥梁与隧道工程健康监测与评估管理系统的研究

论述了大型桥梁与隧道工程健康监测与评估管理系统的开发目的和适用范围、系统的组成、开发的平台、系统的界面等,并以文晖大桥预应力混凝土斜拉桥健康监测与评估管理系统的研究开发为背景,介绍了该系统的主要功能及模块,系统的硬件设备和理论基础。提出和解决了大型复杂桥梁和隧道工程空间静动力分析的基准有限元模型问题。探讨了大跨预应力混凝土桥梁结构收缩徐变、温度等监测随时间的变化和影响,提出了相应的健康监测与评估管理的理论和方法,对大型桥梁和隧道工程健康监测和状态评估管理具有重要的理论意义和工程实用价值。     

二七长江大桥健康监测系统研究

随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。二七长江大桥是武汉市缓解交通压力的重要通道,是世界上跨度最大的三塔斜拉桥。该文桥梁健康监测系统研究采用有限元分析理论和传感技术,利用Ansys软件进行检算。大桥运营时,通过预先埋设、安装的设备,实时采集有关桥梁结构安全和耐久性的数据,传输到软件系统中进行分析处理,随时关注、评价桥梁的健康状况。通过桥梁健康监测系统的实施,更好地监控了桥梁结构安全,减少了维修费用,同时使交通运输更加畅通。     

大型桥梁健康监测系统的数据采集子系统设计方法

针对大型桥梁结构健康监测系统具有传感器类型多、信噪比小等特点,系统研究大型桥梁结构健康监测系统的数据采集子系统的设计方法。首先分析桥梁结构健康监测所采用的传感器的输出信号特征、输出信息量特征和空间分布特征;在此基础上,研究数据采集子系统的设计内容和原则,以及硬件、软件和基于网络的设计方法;最后,采用该设计方法为滨州黄河公路大桥健康监测系统设计了数据采集子系统。系统的运行表明,文章建立的设计方法是可行的。     

XML在异构数据集成方面的应用

网络发展使得Web数据库成为数据库应用的主流，随着数据量的迅速增长，共享成为大众所需。然而，网络数据库实现技术与传统数据库在设计结构和平台上的差异成为主要障碍，要想集成，必需一种合适的数据模型和交换规范，XML是一种半结构化的数据模型，XML数据是一种自描述的半结构化数据。在异构数据集成方面，XML显示了它强大的力量，尤其是数据模型和数据交换规范上，章讨论了异构数据集成中XML所起的作用及工作原理。