基于移动设备的桥梁监控系统方案

作者简介：胡千（1985-）,男,安徽宁国,在读硕士,计算机应用技术,贵州师范大学数计学院信息与科学计算省重点实验室

摘 要：基于红枫湖大桥的桥梁监控系统,靠短信回馈信息的现状,作者提出了基于移动平台的访问界面,实现桥梁监控系统更直观的实时监控,方便工作人员随时随地的检查桥梁健康状况.

关 键 词：桥梁监控系统；实时；移动平台

高速公路作为全国经济的命脉,在经济发展中占到举足轻重的位置.随着我国经济的日益发展,高速公路以及桥梁建设也进入了前所未有的.特别在西部山岭地区,桥梁建设为了能满足公路平、纵,路线指标,以及生态保护等很多方面的要求,其建筑难度和维护成本也相对较大.近些年来,无线远程桥梁监控系统的研究成为各大国的研究热点.

桥梁健康监测与养护是高速公路维护实现信息化、规范化、科学化、管理化的一项重要内容,它为确保桥梁通行能力,准备地为桥梁承载能力进行评估,提供计算依据以及掌握桥梁养护现状数据；为桥梁经常性维护提供规范的工作内容,为桥梁养护管理、计算机处理人工采集数据和自动仪器采集数据的分类、分级、分时处理和决策,提供计算机处理的监测计算、评价数据和桥梁维修、养护管理决策系统,从而降低桥梁维护和管理成本.同时可开展桥梁管理研究,积累桥梁管理方面的经验、管理制度、规范和工作程序,逐步形成一套计算机辅助的专家管理系统[1].

移动设备的迅猛发展,使很多网络应用在移动平台可轻松实现.（如浏览网页,发送邮件等）红枫树大桥健康检测系统的数据信息反馈是考短信发送方式,没有直观的图像、图形.移动设备日益发展的今天,特别是手机成为了人们生活的必需品.使用手机随时随地查看监测数据,可以使监测数据看起来更准确,直观.

1.红枫湖大桥健康监测系统简介

贵州红枫湖大桥位于贵州省红枫湖国家一级风景自然保护区,又是岩溶发育地区,对桥梁的安全、美观及其与环境的协调提出了较高的要求.初步设计推荐采用150m中承式钢管拱的桥型方案,经过进一步比较选择,最后采用跨径为185m独塔斜拉桥方案.红枫湖大桥的技术标准如表1-1所示[2].

桥梁的结构安全监测对科学预警、适时维修、降低桥梁维护成本提供科学依据,对保障桥梁安全营运至关重要.本项目具体监测内容及传感器性能分别见表1-2及表1-3.

2.红枫湖大桥健康监测系统的实现

桥梁健康监测系统的设计原理是：运用多传感器技术,获取桥梁结构和环境信息的动态数据,为桥梁结构的损伤诊断和安全评估提供足够多的状态信息.该监测系统的组成结构如图2-1所示：

红枫湖大桥健康检测系统主要由索力监测系统、主梁振动监测系统、索塔偏移监测系统、主梁应力监测系统、视频监测系统和远程通信系统组成.

1）斜拉索索力监测系统

斜拉索的索力变化在很大程度上反映了桥梁整体的安全状况,同时也和斜拉索钢丝是否完好无损密切相关,因此检测部分斜拉索索力和定期检测所有斜拉索索力,通过分析可以推测全桥结构受力的变化及损伤.

2）主梁应变监测系统

该系统的项目任务是：在主梁的横截面上粘贴数个光纤光栅应变传感器,同时要保证在安装传感器的过程中,光纤在混凝土结构上的准确定位和牢靠粘贴,并注意保护脆弱的尾纤.

3）主梁温度监测系统

主梁温度监测系统的项目任务是：监测主梁混凝土表面温度,边主梁混凝土表面,横隔板混凝土表面温度.

4）结构动态特性监测系统

斜拉桥结构动态特性监测系统的项目任务是：通过对结构振动信号的采集,获取蕴涵大量反映结构损伤的信息.分析桥梁结构振动特性中模态参数的变化,判断结构损伤是否出现,并通过结构模态参数进行结构损伤部位,损伤程度的识别.

3、基于移动设备的红枫湖大桥健康监测系统

本系统监测前台采用WML和asp编写,方便移动设备用户查看,采用B/S架构,将数据处理的工作交给怎么写作器数据库在完成,以便移动终端的更快相应.

3.1WML语言

WML语言是适合在无线网络环境下使用的语言,WML语言设计中适合许多无线环境下应用的特点[3].WML的页面是规范的XML文档,遵守WML（1.1,1.2,1.3,2.0）的DTD（DocumentTypeDefinition）.XML格式是一种非常规范的格式,而WML更是XML里一种非常简单的语言,它的语言标记符号比较少,因而处理它的客户端就相对可以很简单.如下所示,是一个WML网页的范例.

“.省略/DTD/wml_1.1.xml”>

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3.2B/S架构

采用B/S架构的优点在于实现较简单,系统强健,可移植性强（网络模块在怎么写作器上）,对移动终端的要求较低,维护容易.如图3-1,是一个简单的B/S模式架构图.

图3-1B/S架构图

用移动终端直接登录监测页面,便能快速直接的访问各类监控数据.由于监控数据较为专业,并多以图表图形的方式体现,所以仍需要移动终端支持flash的运行.

4.结论

在笔者设计的这套测平台系统中,工作人员只要通过任意方式连接Inter便可以随时观察桥梁的实时监测数据.真正意义上实现桥梁监测的“无线”“远程”,节省大量人力物力,其社会经济效益明显,社会前景广阔.21世纪的中国,高速公路迅猛发展,桥梁的监测与养护问题逐渐成为各国学者研究的热点.桥梁监测系统复杂,涉及众多学科,很多关键理论和方法都在不断探索进步和创新中,桥梁监控将会在这个发展与进步之中得到不断的提高和充实.（作者单位：贵州师范大学）

基金项目：贵州省贵阳市科技局大学生创业项目［2011］号.