一、 概述

隨著橋梁分析理論、施工技術(shù)、材料性能的迅速發(fā)展，橋梁跨度越來(lái)越大。橋梁結(jié)構(gòu)越來(lái)越柔，跨徑越來(lái)越大，不僅要求精確嚴(yán)密的計(jì)算與施工技術(shù)，而且對(duì)橋梁建成后的安全養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求。

然而，在當(dāng)前的橋梁養(yǎng)護(hù)工作中存在許多不足：(1)工作效率低。橋梁的檢查主要是有技術(shù)人員到橋梁現(xiàn)場(chǎng)定期檢查，查看一座橋梁需花費(fèi)一個(gè)人半天或一天的時(shí)間，工作效率低，不適合現(xiàn)代大量橋梁養(yǎng)護(hù)護(hù)理的要求。(2)準(zhǔn)確性差。目前橋況數(shù)據(jù)基本上以人工采集為主，需通過(guò)檢查人員到橋梁現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行目視檢查獲得外部現(xiàn)狀，通過(guò)各種外部特征來(lái)綜合判斷橋梁狀況。由于技術(shù)人員用肉眼檢查橋梁的現(xiàn)狀，工作中存在隨意性，在橋梁病害尺度的把握上存在著人為差別，而對(duì)于肉眼無(wú)法看出的危險(xiǎn)情況則又無(wú)法準(zhǔn)確的把握，使得評(píng)價(jià)結(jié)論的準(zhǔn)確性較差。(3)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。橋梁養(yǎng)護(hù)的經(jīng)費(fèi)主要用于橋梁的加固、改造，由于缺乏預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的投入，造成“出現(xiàn)大病后花大錢治”的現(xiàn)狀。(4)安全性低。由于橋梁的數(shù)量巨大，而技術(shù)人員和設(shè)備的有限，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)運(yùn)營(yíng)中的所有（或大部分）橋梁進(jìn)行有效的橋況評(píng)估，時(shí)常遺漏一些危橋的重要信息而發(fā)生車毀人亡的事故。

我國(guó)正處于大規(guī)模的土木工程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)期，許多世界矚目的跨海橋梁工程與基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)規(guī)劃或正在建設(shè)之中。我國(guó)大量公路和鐵路工程建設(shè)和安全運(yùn)行的需求為橋梁工程監(jiān)測(cè)及其集成系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)和前所未有的機(jī)遇。

遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)是在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與現(xiàn)代IT技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物。它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是通過(guò)先進(jìn)技術(shù)在傳統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用，縮短時(shí)空差異，把傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中不同時(shí)間、不同地點(diǎn)發(fā)生的事整合到一起，形成統(tǒng)一信息平臺(tái)。該系統(tǒng)可以將在建和已建成的所有橋梁通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，匯入到一個(gè)平臺(tái)（服務(wù)器），監(jiān)控和管理人員可通過(guò)控制中心隨時(shí)查看所有橋梁的健康狀況；同時(shí)也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)隨地查看各種數(shù)據(jù)；對(duì)于有危險(xiǎn)的橋梁，也可通過(guò)GSM短信，及時(shí)發(fā)送到相關(guān)人員的手機(jī)上，以便及時(shí)處理險(xiǎn)情，避免發(fā)生車毀人亡的事故。

二、 系統(tǒng)介紹

1. 介紹

無(wú)線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將每個(gè)橋梁作為一個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)由若干個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端構(gòu)成，將各種傳感器信號(hào)通過(guò)無(wú)線ZIGBEE方式傳輸，組成一個(gè)ZIGBEE局域網(wǎng)，電源采用太陽(yáng)能電板加蓄電池方案；再將每個(gè)橋梁/子系統(tǒng)/局域網(wǎng)通過(guò)GPRS/3G轉(zhuǎn)換器，通過(guò)GPRS/3G/Internet連接到控制中心（服務(wù)器）；這樣整個(gè)系統(tǒng)可以匯入到一個(gè)管理平臺(tái)，便于管理；同時(shí)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，每座橋梁的實(shí)時(shí)狀態(tài)都可以隨時(shí)掌握；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全部都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，便于數(shù)據(jù)分析；系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警功能，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)有險(xiǎn)情的橋梁及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；也可以通過(guò)GSM短信報(bào)警，通知相關(guān)人員。

采用太陽(yáng)能電板和電池供電，采用無(wú)線傳輸，既解決現(xiàn)場(chǎng)電源問(wèn)題，又方便布線，同時(shí)后續(xù)傳感器終端的擴(kuò)展也很方便，不需要二次施工。

3. 系統(tǒng)功能

1) 實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；

溫濕度、斜度、位移、擾度、表面應(yīng)力、速度、裂縫數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2) 定位追溯；

3) 預(yù)案管理；

4) 領(lǐng)導(dǎo)桌面；

信息經(jīng)過(guò)多層處理，使管理者或主管實(shí)現(xiàn)對(duì)全局“一目了然”。

5) 指揮調(diào)度；

6) 統(tǒng)計(jì)決策；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)存貯，便于統(tǒng)計(jì)、分析、決策。

7) 遠(yuǎn)程在線監(jiān)控；

只要有1臺(tái)能上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)登陸的方式，并根據(jù)用戶名和權(quán)限，隨時(shí)隨地查看各種數(shù)據(jù)。

8) 險(xiǎn)情自動(dòng)報(bào)警；

系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，可也通過(guò)GSM短信直接通知相關(guān)人員，以便及時(shí)處理。

三、 傳感器終端

1) 溫濕度傳感器終端

2) 斜度傳感器終端

3) 位移傳感器終端

4) 撓度傳感器終端

5) 表面應(yīng)力傳感器終端

6) 振動(dòng)速度傳感器終端

7) 裂縫傳感器終端

四、 其他

1) ZIGBEE無(wú)線模塊

ZIGBEE模塊采用CS-iCN-01無(wú)線ZIGBEE協(xié)調(diào)器。

2) GPRS/3G無(wú)線模塊

采用CS-iSN-01無(wú)線GPRS模塊和CS-iSN-02無(wú)線3G 模塊。

3) 服務(wù)器

采取客戶/服務(wù)器方式設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)和操作界面分離，保證了數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性。支持分中心建設(shè)、功能擴(kuò)充及擴(kuò)容升級(jí)：監(jiān)控中心建成后，在各地建設(shè)遠(yuǎn)程分中心將簡(jiǎn)便易行、成本低廉。

4) 客戶端

普通能上網(wǎng)的電腦

5) 電源

電源采用太陽(yáng)能電池加蓄電池，解決現(xiàn)場(chǎng)