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基于物联网的桥梁健康监测系统研究
| 论文题名： | 基于物联网的桥梁健康监测系统研究 |
| 关键词： | 桥梁健康监测;物联网技术;无线传感器网络;桥梁结构;损伤预警 |
| 摘要： | 近年来计算机网络技术的发展，特别是物联网的火热，给人们的生活带来了极大的便利和舒适性，也激发着人们借助物联网思维解决传统领域里存在瓶颈和弊端的问题。传统桥梁健康监测以人工方式为主，由于人工检测主观性强、整体性差、时效性弱和危险性高，制约了桥梁健康监测的进一步发展。利用物联网技术可使桥梁健康监测系统向实时性、自动化、集成化和网络化的方向发展。 在桥梁上建立基于物联网的桥梁健康监测系统，可连续、实时、在线地对桥梁结构健康状态进行监测和评估，确保行车安全和提高桥梁运营管理水平。本文主要针对传统桥梁健康监测的不足，引入物联网思维，提出一种基于物联网的桥梁健康监测系统。本文在系统总结和分析前人的研究成果上，围绕物联网技术在桥梁健康监测系统方面的应用进行了如下几个方面的研究工作: (1)总结物联网的架构、发展现状及其在桥梁健康监测系统应用的概况，指出目前的应用还处于探索阶段，存在不少的问题和缺陷。 (2)探讨物联网技术的核心——无线传感器网络的组成和优点，阐述无线传感网的协议体系结构，指出其关键技术——传感器节点自定位技术，并列举自定位技术的相关算法。利用传感器节点自定位技术可实现桥梁健康监测的及时性和有效性。 (3)提出数据采集与传输子系统，介绍了传统桥梁健康监测的特点、内容、方法和意义，指出光纤传感器技术的优点及其广泛应用，列举可用传感器监测的各种项目指标，选取ZigBee方式对数据采集子系统采集到的数据进行传输，并经过数据存储子系统储存数据。 (4)提出数据处理与控制子系统，指出该子系统的组成、主要功能和主要内容。通过给出数据服务的流程，说明该子系统对于后续结构状态评估的辅助性。 (5)提出桥梁结构损伤预警与识别子系统，列举损伤预警和识别的方式。 (6)提出桥梁结构状态评估子系统，指出该子系统的评估内容和评估流程，并列举桥梁结构状态评估各种方法。选取分层综合法为工程实例中的评估方法。 (7)指出数据库访问的单层B/S体系结构和多层B/S体系结构;说明数据管理与控制软件可以完成的工作。 (8)通过莘坂溪大桥的实例分析，建立结合无线传感网的桥梁监测系统。传感器和人工共同采集数据，并根据这些数据对该桥的技术状态进行评估，最后给出维修、加固的建议。 |
| 作者： | 何磊 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张敏;周水兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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