第18章 后記-以感知計(jì)算為主導(dǎo)邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測(cè)

后

記

以感知計(jì)算為主導(dǎo)，邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測(cè)橋梁工程結(jié)構(gòu)智慧監(jiān)測(cè)——理論與實(shí)踐123已有橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題智慧橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CONTENTS1已有橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念自上個(gè)世紀(jì)八十年代被提出以來(lái)，很快就成為學(xué)術(shù)界和工程界矚目的對(duì)象，與之相關(guān)各個(gè)研究方向都取得了極大的進(jìn)展，尤其是在傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)等領(lǐng)域，一些成果也得到了工程界的積極響應(yīng)，被應(yīng)用到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)踐中，尤其是在橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)中。不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上僅特大型橋梁已有500余座安裝了各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)已有近300座橋梁安裝有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。應(yīng)該說(shuō)，從工程應(yīng)用熱絡(luò)程度來(lái)看，形勢(shì)還是喜人的。從已建成橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)看，由于缺乏設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)，相當(dāng)數(shù)量的已建系統(tǒng)沒(méi)有得到事先周全、良好的設(shè)計(jì)；建成后，并不能實(shí)現(xiàn)承諾的監(jiān)測(cè)目的，監(jiān)測(cè)效果不佳，不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，基本上可歸于盲目建設(shè)的工程之類。1、缺少需求分析環(huán)節(jié)。

2、目標(biāo)設(shè)定不妥當(dāng)或缺失。3、采用的監(jiān)測(cè)技術(shù)與監(jiān)測(cè)目的相脫節(jié)。4、缺乏對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析利用能力。對(duì)于橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該在具體的技術(shù)設(shè)計(jì)之前，增加一個(gè)概念設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)應(yīng)從傳感器、通訊、信息技術(shù)等具體技術(shù)規(guī)劃中抽離，只從結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、力學(xué)行為規(guī)律的分析角度，集中地解決上述四點(diǎn)不足。2智慧橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想設(shè)計(jì)原則基于監(jiān)測(cè)模式概念的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系設(shè)計(jì)原則結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)研究思路指導(dǎo)思想以首先從具體橋梁工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和實(shí)際監(jiān)測(cè)需求出發(fā)，以監(jiān)測(cè)模式為主線，研究監(jiān)測(cè)目標(biāo)體系和指標(biāo)體系的構(gòu)建方法、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)和測(cè)點(diǎn)布置方法、監(jiān)測(cè)指標(biāo)的抽取算法和基于指標(biāo)的狀態(tài)識(shí)別和趨勢(shì)跟蹤算法，形成一套較為完善的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)理論和方法，以期將對(duì)傳感、通訊、信息技術(shù)等形式和手段的關(guān)注從橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)中剝離，使得設(shè)計(jì)者能夠從更純粹和專業(yè)的角度考慮和解決基礎(chǔ)性監(jiān)測(cè)問(wèn)題，最終提升系統(tǒng)的品質(zhì)。3邁向全壽命的智慧橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)明顯區(qū)別1、系統(tǒng)采用全壽命的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，建成的系統(tǒng)可覆蓋橋梁的整個(gè)服役周期2、系統(tǒng)具有智慧功能，盡可能地將數(shù)據(jù)處理分析、特征和指標(biāo)的抽取計(jì)算、基于指標(biāo)或特征的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估預(yù)警、輔助管養(yǎng)決策功能加以軟件化、自動(dòng)化、智能化和實(shí)時(shí)化，最大程度解放人工數(shù)據(jù)分析的人力，加深分析深度，提高分析時(shí)效性，真正實(shí)現(xiàn)智慧高鐵橋梁。體現(xiàn)措施1、對(duì)于橋梁的少數(shù)關(guān)鍵信息，比如部分構(gòu)件的恒載效應(yīng)信息，可在該構(gòu)件的工廠制造階段，安裝少數(shù)FBG應(yīng)變傳感器。2、對(duì)于大多數(shù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，采用可更換的監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)，克服傳感器穩(wěn)定工作壽命不足的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的全服役期覆蓋。3、采用具有全壽命特點(diǎn)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)作為橋梁狀態(tài)評(píng)估和安全預(yù)警的主要指標(biāo)，保證了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)評(píng)估的全壽命連續(xù)性。具有全壽命特征監(jiān)測(cè)指標(biāo)的特點(diǎn)1、指標(biāo)具有良好的穩(wěn)定性。2、監(jiān)測(cè)指標(biāo)的變化也應(yīng)該具備單向、不可逆的特征。3、指標(biāo)具有結(jié)構(gòu)性能的全壽命跟蹤能力。4、監(jiān)測(cè)指標(biāo)具有良好的可接續(xù)性。5、指標(biāo)具有敏銳的表征性能。系統(tǒng)智慧化特色的體現(xiàn)具備全壽命特征的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，均可從直接可測(cè)量里計(jì)算得到。根據(jù)上述設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想，以及建設(shè)全壽命監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求，所建設(shè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就必須依賴于系統(tǒng)的智慧化。系統(tǒng)必須依賴軟件系統(tǒng)，來(lái)實(shí)時(shí)、自動(dòng)化、智能化的處理原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、識(shí)別監(jiān)測(cè)指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)做進(jìn)一步的分析、判斷，進(jìn)而形成智能化的系統(tǒng)。智能化：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按照既定的數(shù)據(jù)處理流程按部就班的處理分析數(shù)據(jù)。智慧化：理性地選擇、調(diào)配、管理智