桥梁灾害参数监测过程

（1）监测参数的确定

为了确保整个监测预警系统的有效性，首先要明确需要监测的各种道路参数，然后根据需要监测的参数购买和布置各种不同类型的传感器。这样才能保证整个监测过程和预警系统的正确运行。

（2）桥梁参数

桥梁结构由于其特殊性，在整个监测预警系统中有其特殊的地位。通常对于桥梁结构的安全状态需要通过静载试验来确定，但是静载试验费时费力，不能满足预警系统实时性的要求。相反，桥梁动载试验具有速度快，准确性高的特点，因此可以借助桥梁动载试验的思路来实现对桥梁状态的实时监控。基于此，我们对于桥梁结构的位移、应变、温度和加速度响应进行监测。针对预警系统实时性的要求，我们主要对加速度响应数据进行数据甄别处理，即通过加速度响应使用快速 Fourier 变换计算出桥梁的实时频率，然后对频率数据进行甄别判断，而其他监测参数如桥梁应变，位移等静力指标则主要起参考校核之作用。

（3）数据甄别基本框架

以往的绝大多数监测预警系统并不对所采集到的数据进行甄别，而是将所有的数据一起进行分析处理，这在监测数据量不是很大的情况下是可取的。然而，随着传感器数量和监测参数数量的增加，监测数据量通常会急剧膨胀，如果还依然不加甄别的同时处理这些海量数据不仅会增加了存储硬件的开销，提高硬件成本，而且也会对计算软件的算法提出更加苛刻条件。同样，对于使用无线传输的监测系统，大量的监测数据会加大是传输网络信道的负荷，这样往往降低了数据处理的效率，延长了数据处理的时间，使预警系统的功能大大折扣。同时，由于道路结构往往是长时间处于正常稳定运营状态的，即监测数据大部分是重复冗余的数据，并没有实际处理的意义。因此，对于监测到的数据首先进行甄别，判断出重复冗余数据和异常数据是十分有必要而且有意义的。

我们在实际监测过程中采用定时采集的监测方式，所记录数据量庞大。如果把监测数据无选择性的全部发送到预警平台的数据库中，将会加大数据传输系统的负荷，当传输流量超出数据传输系统的下行速率，则会导致数据传输滞后，预警系统数据库不能及时获得新的监测数据，从而影响预警系统的功能。因此，研究了监测数据自适应智能甄别处理的过程。

整个监测数据自适应甄别处理的基本框架如下：

1．确定桥梁结构的关键监测位置，如路基的行车道处，桥梁的跨中、支点等关键部位。在需要监测的结构物各个关键部位现场安装各类参数的监测传感器，用来采集获取各种不同种类的监测数据。在此过程中一定要确保传感器安装正确，工作状态稳定良好。

2．不同类型传感器监测到的各种不同类型的原始监测数据通过数据传输线保存到相应基站计算机的数据记录系统中（基站计算机数据数据库），基站数据库的格式简单明了，不需要复杂的形式，只需将不同类型的监测数据按照采集时间的先后顺序排列起来即可。

3．在基站计算机中对所有采集的监测数据进行智能甄别处理，判断并甄别出有效和无效数据。有效数据是指异常或者变动较大有可能会引发结构状态改变的数据；无效数据则是指稳定冗余的数据。

4．在监测数据经过甄别程序判断之后，通过 3G 无线网络将甄别后确定为有效的数据发送到预警平台进行结构安全状态分析判断。无效数据则存储在基站计算机中一段时间后，自动进行删除，这能够保证基站计算机可以有足够的内存和硬盘空间来进行甄别计算，从而避免了内存太小导致计算程序强制终止的问题。整个监测数据自适应甄别处理流程如图 3.1所示：

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图3.1监测数据自适应甄别处理流程图