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桥梁健康监测的系统集成设计及数据分析
| 论文题名： | 桥梁健康监测的系统集成设计及数据分析 |
| 关键词： | 桥梁健康监测;系统集成;多协议多线程;电致传感网络;虚拟仪器;Lab Windows/CVI |
| 摘要： | 大型桥梁因具有结构庞大和造价高昂的特点，其坍塌直接影响当地的交通安全、经济和社会生活。因此，对桥梁的健康状态进行长期的健康监测至关重要。而目前由于监测系统的各组成部分之间缺乏数据的共享和有机集成，致使系统缺乏整体性和实时性，无法满足对大型桥梁的维护与管养。为此，研究具有长期性和实时性的桥梁健康监测系统，具有重大的理论意义和工程应用价值。 本文结合企业合作项目以武汉某大桥为研究对象，针对该桥结构特点及监测系统的要求，重点对桥梁健康监测系统的集成、监测信息的采集与相关数据分析进行了研究。 完成了桥梁健康监测的系统集成。结合现有健康监测技术，分别从硬件和软件两个方面，研究桥梁健康监测系统的总体方案；研究传感子系统的组成，详细研究电致传感网络和光纤类传感网络在系统中的应用方法、监测目的、通信协议与组网方式；采用LabVIEW和Lab Windows/CVI作为软件开发平台，详细设计了基于虚拟仪器的桥梁健康监测数据采集模块，对桥梁现场的各类物理信号进行收集，实现了基于多线程的光纤类传感网络的网口采集、电致传感网络的串口采集、数据预处理与显示、存储和历史查询等功能。 对桥梁健康监测系统的数据进行了相关的数据分析。以桥梁的结构应变和温度信号为例，进行统计学的相关性分析，了解信号间的相互影响及作用；分别采用回归分析和灰色模型预测的方法，对信号短期发展的正常范围和中长期发展进行预测，以及时发现安全隐患，做出正确的评估决策。 本文开发的基于多协议、多线程的桥梁健康监测采集系统，很好地实现了数据的共享，具有良好的实时性。目前，该监测系统已于2010年04月成功投入使用，功能和性能都达到了设计要求。 |
| 作者： | 李立巧 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 陈静;肖纯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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