橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

胡 凱

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550000)

1 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

(1)硬件

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成，目前主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)是橋梁參數(shù)數(shù)據(jù)采集的主要組成部分。硬件部分主要由參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成，參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是對(duì)橋梁關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，包括橋梁的承載力、橋梁的材料變化情況、橋梁的老化情況、橋梁的載荷情況、橋梁的車流量、橋梁的所處環(huán)境以及氣候變化等因素，對(duì)橋梁造成的基本影響都會(huì)通過數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行基本的信息采集。在此基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給橋梁養(yǎng)護(hù)中心及橋梁健康監(jiān)測(cè)單位，供橋梁養(yǎng)護(hù)中心制定有效的橋梁養(yǎng)護(hù)和管控措施，保證橋梁的養(yǎng)護(hù)管控能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。硬件系統(tǒng)是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分，是完成信息收集和傳輸?shù)闹匾考?/p>

(2)軟件

軟件系統(tǒng)是關(guān)系到健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的維護(hù)和支持系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，通過硬件采集到的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)由軟件部分進(jìn)行分析整理和上傳。軟件系統(tǒng)是關(guān)系到橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的重要功能模塊，在實(shí)際工作中解決了信號(hào)的采集、處理、傳輸和存儲(chǔ)及顯示問題，對(duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和數(shù)據(jù)的分析處理具有重要作用。掌握軟件系統(tǒng)的特點(diǎn)并根據(jù)軟件系統(tǒng)的工作需求加強(qiáng)軟件系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)，對(duì)于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行具有重要作用。同時(shí)，軟件系統(tǒng)的工作效率也關(guān)系到橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作情況，對(duì)整個(gè)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了重要影響。

1.2 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

基于橋梁運(yùn)行的實(shí)際需要，以及橋梁健康監(jiān)測(cè)的現(xiàn)實(shí)需求，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從誕生至今，已經(jīng)經(jīng)歷了近30年的發(fā)展歷史。橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)從單純的理論研究應(yīng)用到了具體的橋梁監(jiān)測(cè)中，提高了橋梁健康監(jiān)測(cè)理論的應(yīng)用效果，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測(cè)理論提出了修正意見。通過健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，以及健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷完善，橋梁健康監(jiān)測(cè)理論也隨之進(jìn)行不斷的升級(jí)，保證整個(gè)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠成為支持橋梁管理維護(hù)的有力措施，保證橋梁的管理維護(hù)能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，提高橋梁管理維護(hù)的有效性，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，使橋梁在使用過程中能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問題

2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身不完善

從目前橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用來看，雖然得到了廣泛的應(yīng)用并取得了積極效果，但是由于現(xiàn)階段橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身在完善性方面還存在一定的問題，在關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量和關(guān)鍵參數(shù)的收集，以及關(guān)鍵參數(shù)的分析等方面還存在一定的不足，特別是在硬件方面還存在較大的差距，導(dǎo)致了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在一定的短板和瑕疵，不利于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用和快速發(fā)展。因此，如何解決橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件和軟件方面的問題，對(duì)于橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展至關(guān)重要，同時(shí)也成為了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未來研究的重點(diǎn)。

2.2 監(jiān)測(cè)理論研究方法不足

從目前橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用來看，在監(jiān)測(cè)理論研究方面略顯不足。我國在橋梁健康監(jiān)測(cè)理論方面的儲(chǔ)備相對(duì)較少，并且近些年在理論研究方法中缺乏實(shí)用有效的優(yōu)化算法，造成測(cè)點(diǎn)數(shù)量大、系統(tǒng)規(guī)模過大、數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)用于多，同時(shí)還缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)性能改變敏感參數(shù)的有效研究。理論研究方法的不足制約了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展，導(dǎo)致了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在明顯的問題。因此，如何增加理論研究方法，如何提高理論研究的針對(duì)性和前沿性，對(duì)于橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用而言是一個(gè)重要問題。所以，如何解決理論研究方法不足的問題，是當(dāng)前橋梁健康監(jiān)測(cè)發(fā)展的核心問題。

3 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究方向

3.1 傳感器優(yōu)化布置研究

基于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展需要，及目前對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的實(shí)際需求，在未來的研究中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)從傳感器的優(yōu)化布置方面入手，通過優(yōu)化布置傳感器能夠減少傳感器的放置數(shù)量。通過對(duì)關(guān)鍵部位的信息收集，能夠提高搜集效果，減少硬件投入，保證關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)能夠通過傳感器有效收集滿足橋梁健康監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要。通過傳感器的優(yōu)化布置，也能夠使整個(gè)硬件系統(tǒng)重新架構(gòu)，對(duì)提高硬件系統(tǒng)的工作質(zhì)量和滿足硬件系統(tǒng)的構(gòu)建需要具有重要作用。因此，傳感器的優(yōu)化布置研究將會(huì)成為橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要內(nèi)容，對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生有影響。

3.2 系統(tǒng)自身損傷識(shí)別的研究

基于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，需要在監(jiān)測(cè)功能中需要增加系統(tǒng)自身損傷識(shí)別的研究，提高監(jiān)測(cè)效果，做到提前預(yù)警，有利于于監(jiān)測(cè)效果的提高。通過橋梁自身損傷的識(shí)別，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題，便于采取有效的應(yīng)對(duì)措施，保證橋梁的維護(hù)工作能夠得到有效的開展。并且目前系統(tǒng)自身損傷識(shí)別的研究具有突出的優(yōu)勢(shì)，對(duì)整個(gè)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行和監(jiān)測(cè)結(jié)果的提高具有重要影響。因此，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需要，制定有針對(duì)性的應(yīng)用措施，保證橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究能夠朝著橋梁自身損傷識(shí)別的方向發(fā)展。

3.3 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能控制技術(shù)

智能技術(shù)的發(fā)展對(duì)整個(gè)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生了重要影響，為了降低強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)行難度和減輕人工監(jiān)測(cè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，應(yīng)用智能控制技術(shù)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)，同時(shí)還能夠保證監(jiān)測(cè)效果和監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性得以提高。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)成為橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生重要的影響。所以，智能控制技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，解決橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的問題。

4 結(jié) 論

通過對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析，我們了解到橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是目前監(jiān)測(cè)橋梁使用狀況的重要系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿足了橋梁監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要。但是我們也應(yīng)當(dāng)看到，由于目前的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在技術(shù)和應(yīng)用理論上還存在一定的短板，導(dǎo)致了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在應(yīng)用中的技術(shù)先進(jìn)性不強(qiáng)，理論先進(jìn)性不強(qiáng)，影響了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。