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結構健康檢測與安全預警系統(tǒng)
概述
近年來，隨著國內建筑水平的飛速提升，大跨度空間結構被廣泛應用在各種大型體育場館、劇院、會議展覽中心、機場候機樓等人員密集、大型活動場館等重要標志性建筑上；但是由于其外形獨特，體系復雜，建造技術難度高，且大量采用薄板金屬材、膜材等新型材料作為其外圍護系統(tǒng)，外界環(huán)境復雜荷載、材料老化等因素的耦合作用下，將不可避免地導致結構系統(tǒng)的損傷積累和抗力衰減，極端情況下一旦某個結構構件受損會造成圍護系統(tǒng)連續(xù)破壞的產生，從而引發(fā)災難性的突發(fā)事件，對生命財產安全帶來嚴重影響。因此建筑金屬圍護系統(tǒng)結構健康狀態(tài)我們每個人息息相關，也將成為各個領域關注的重點。
當前，在建筑圍護系統(tǒng)監(jiān)測，實時報警還處于空白階段；而基于無線物聯(lián)網的在線監(jiān)測方案由于其輕部署、無線互聯(lián)互通、云計算等優(yōu)點，可以有效解決大跨度空間結構監(jiān)測設備實施難、監(jiān)測難等問題，從技術分析看，比較適合大跨度空間結構建筑群監(jiān)測。
解決方案
針對當前大型公共建筑的健康監(jiān)測及運營需求，采用基于云平臺的物聯(lián)網系統(tǒng)，通過小型化的無線傳感系統(tǒng)，利用自組網無線通信手段，在云平臺的強大運算、存儲和兼容能力支撐下，實現(xiàn)建筑健康監(jiān)測的網絡化、集約化、實時化、簡便化、易用化管理。
系統(tǒng)功能
1．系統(tǒng)采用通用傳感器，可偵測溫度、濕度、應力、風壓、風速、風震、水深等；
2．采用無線傳輸模式，可實現(xiàn)5年內免維護；
3．系統(tǒng)無需安裝電源及數據線路，減少施工環(huán)節(jié)，可在已建成的建筑中部署實施；
4．采用簡便易實施模式，操作簡便、靈活，適用于建筑施工人群操作；
5．可遠程實時監(jiān)測建筑圍護系統(tǒng)情況；
系統(tǒng)架構
無線物聯(lián)網監(jiān)測系統(tǒng)架構主要分為三層：
（1）多種類型無線傳感節(jié)點構成的監(jiān)測網絡
多種類型的工業(yè)級的無線智能傳感器、可外接傳統(tǒng)類型傳感器的分布式無線采集儀，形成無線物聯(lián)網監(jiān)測系統(tǒng)的采集節(jié)點。
（2）數據傳輸網絡
可以通過無線方式靈活組建網絡，將現(xiàn)場采集到的數據匯集到無線接收器，再通過有線網絡將數據上傳至在線監(jiān)測云平臺，實現(xiàn)數據的實時傳輸。
（3）監(jiān)測云平臺系統(tǒng)
對采集的數據存儲監(jiān)測數據，提供數據統(tǒng)計、分析、繪圖、報表匯總以及自動預警等服務，并可通過計算機瀏覽器或移動端訪問使用。
系統(tǒng)組成模塊
1、采集模塊：主要負責溫度、濕度、應力應變、水深測量、風速、風壓等的采集感應；
2、傳輸模塊：主要負責將采集模塊采集的數據，按照設定無線傳輸給后臺系統(tǒng)和接收后臺接收模塊發(fā)出的動作指令，并作出響應；
3、接收模塊：主要負責接收傳輸模塊傳輸回來的數據和發(fā)出操控指令給傳輸模塊；
4、數據處理模塊：主要對接收回來的數據進行數據分析統(tǒng)計，供管理員管理查看使用；
系統(tǒng)特征
（1）保證建筑金屬圍護系統(tǒng)“全壽命周期”完整地獲取各結構的信息，采用周期性檢測及連續(xù)監(jiān)測兩種手段對信息的處理，提高效率、降低成本。
（2）基于對于數據規(guī)律的挖掘，充分利用數據價值，及時掌握建筑金屬圍護系統(tǒng)結構的異常狀態(tài)、安全狀態(tài)。
（3）密切關注結構運營時的荷載與響應是否與設計相一致，通過分析研究，及時提升結構設計的安全性，保證結構壽命。
（4）基于專業(yè)數據分析中心的云計算系統(tǒng)提供更為廉價的數據分析與共享服務，智能化和智慧化系統(tǒng)特性將更為顯著，使未來的智慧城市成為可能。
引用標準
《工程測量規(guī)范》 （GB50026-2007）
《建筑變形測量規(guī)范》 （JGJ8-2007）
《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》 （GB/T 18314-2009）
《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》(GB50068-2001)
《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012)
《鋼結構設計規(guī)范》(GB 50017-2003)
《公共建筑結構監(jiān)測技術規(guī)范》（征求意見稿）
《建筑工程施工過程結構分析與監(jiān)測技術規(guī)范》（JGJ/T302-2013）
