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跨海大桥结构健康监测系统软件的设计与开发
| 论文题名： | 跨海大桥结构健康监测系统软件的设计与开发 |
| 关键词： | 跨海大桥;桥梁结构;安全健康监测;结构响应;桥梁维护;状态评估;索力测定;软件设计;斜拉桥 |
| 摘要： | 随着我国交通事业的蓬勃发展，大型桥梁结构安全健康监测已成为国内外工程界和学术界关注的热点。桥梁结构健康监测的定义为：“运用现代的传感技术，长期的监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，由此分析结构健康与安全状况，为桥梁的管理和维护决策提供科学的依据。”桥梁结构健康监测系统的主要结构通常包括数据采集、数据通信与传输、数据存储管理与自动查询、可视化监控、安全报警和状态评估等子系统。本文主要研究的是桥梁结构健康监测系统的软件部分。 桥梁结构健康监测系统软件是整个监测系统的控制指挥中心，直接关系到监测系统的稳定性、可靠性及自动化程度。本文以杭州湾跨海大桥为背景，设计开发基于B/S和C/S混合模型的桥梁结构健康监测系统软件，利用UML面向对象建模技术完成系统软件的分析与设计，主要完成了数据处理、人工填报、设备自诊断、结构参数识别与状态评估、图形处理等模块，并详细论述了索力测定和数据回归分析两个重点问题。 斜拉索是斜拉桥的主要承载构件，索力测定是斜拉桥健康监测的重点内容，索力测定有很多方法，本文选用了最常用的振动法，详细分析了基2法FFT的原理和当前基频识别的各种方法，完成了索力测定的程序实现，并在杭州湾跨海大桥健康监测系统中进行了初步验证。 回归分析在桥梁结构健康监测系统中是参数预测和预警的前提。本文以最小二乘原理的多种函数拟合回归和ARMA模型的时间序列分析对杭州湾跨海大桥健康监测系统的静态数据进行了回归分析，并比较了各种算法预测效果的优劣。 本软件设计完成后，在杭州湾大桥的结构健康监测系统中得到初步测试。测试结果表明，该软件运行稳定、输出数据准确可靠，实现了对桥梁结构健康的监涮。 |
| 作者： | 贾硕 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 廉小亲;段振刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工商大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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