橋梁健康監(jiān)測系統(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)控檢測中心有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550000)

1 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成

(1)硬件

橋梁健康監(jiān)測系統(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)主要是對橋梁關(guān)鍵節(jié)點的相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集，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，對橋梁造成的基本影響都會通過數(shù)據(jù)采集裝置進行基本的信息采集。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)護中心及橋梁健康監(jiān)測單位，供橋梁養(yǎng)護中心制定有效的橋梁養(yǎng)護和管控措施，保證橋梁的養(yǎng)護管控能夠達到預(yù)期目標。硬件系統(tǒng)是健康監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)穩(wěn)定運行的維護和支持系統(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)測系統(tǒng)運行的重要功能模塊，在實際工作中解決了信號的采集、處理、傳輸和存儲及顯示問題，對于整個數(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)的特點并根據(jù)軟件系統(tǒng)的工作需求加強軟件系統(tǒng)的升級和維護，對于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的運行具有重要作用。同時，軟件系統(tǒng)的工作效率也關(guān)系到橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的工作情況，對整個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的運行產(chǎn)生了重要影響。

1.2 健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

基于橋梁運行的實際需要，以及橋梁健康監(jiān)測的現(xiàn)實需求，健康監(jiān)測系統(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)測中，提高了橋梁健康監(jiān)測理論的應(yīng)用效果，同時也對現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測理論提出了修正意見。通過健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，以及健康監(jiān)測系統(tǒng)的不斷完善，橋梁健康監(jiān)測理論也隨之進行不斷的升級，保證整個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)能夠成為支持橋梁管理維護的有力措施，保證橋梁的管理維護能夠達到預(yù)期目標，提高橋梁管理維護的有效性，延長橋梁的使用壽命，使橋梁在使用過程中能夠達到預(yù)期目標。

2 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題

2.1 監(jiān)測系統(tǒng)本身不完善

從目前橋梁健康監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)在實際應(yīng)用時存在一定的短板和瑕疵，不利于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用和快速發(fā)展。因此，如何解決橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的硬件和軟件方面的問題，對于橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展至關(guān)重要，同時也成為了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)未來研究的重點。

2.2 監(jiān)測理論研究方法不足

從目前橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用來看，在監(jiān)測理論研究方面略顯不足。我國在橋梁健康監(jiān)測理論方面的儲備相對較少，并且近些年在理論研究方法中缺乏實用有效的優(yōu)化算法，造成測點數(shù)量大、系統(tǒng)規(guī)模過大、數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)用于多，同時還缺乏對結(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)測系統(tǒng)的發(fā)展，導(dǎo)致了橋梁健康監(jiān)測系統(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性和前沿性，對于橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用而言是一個重要問題。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)測發(fā)展的核心問題。

3 橋梁健康監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)的發(fā)展需要，及目前對橋梁監(jiān)測系統(tǒng)功能的實際需求，在未來的研究中，應(yīng)當(dāng)重點從傳感器的優(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)測的實際需要。通過傳感器的優(yōu)化布置，也能夠使整個硬件系統(tǒng)重新架構(gòu)，對提高硬件系統(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)化布置研究將會成為橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要內(nèi)容，對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展會產(chǎn)生有影響。

3.2 系統(tǒng)自身損傷識別的研究

基于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測，需要在監(jiān)測功能中需要增加系統(tǒng)自身損傷識別的研究，提高監(jiān)測效果，做到提前預(yù)警，有利于于監(jiān)測效果的提高。通過橋梁自身損傷的識別，能夠及時的發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題，便于采取有效的應(yīng)對措施，保證橋梁的維護工作能夠得到有效的開展。并且目前系統(tǒng)自身損傷識別的研究具有突出的優(yōu)勢，對整個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的運行和監(jiān)測結(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)測系統(tǒng)的實際需要，制定有針對性的應(yīng)用措施，保證橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究能夠朝著橋梁自身損傷識別的方向發(fā)展。

3.3 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)智能控制技術(shù)

智能技術(shù)的發(fā)展對整個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生了重要影響，為了降低強系統(tǒng)的運行難度和減輕人工監(jiān)測的勞動強度，應(yīng)用智能控制技術(shù)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)升級，同時還能夠保證監(jiān)測效果和監(jiān)測準確性得以提高。因此，在實際應(yīng)用中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用將會成為橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展將會產(chǎn)生重要的影響。所以，智能控制技術(shù)的應(yīng)用將會對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，解決橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)升級的問題。

4 結(jié) 論

通過對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的分析，我們了解到橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)是目前監(jiān)測橋梁使用狀況的重要系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢，滿足了橋梁監(jiān)測的實際需要。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)測系統(tǒng)在應(yīng)用中的技術(shù)先進性不強，理論先進性不強，影響了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用。