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原文传递南充中上坝嘉陵江大桥健康监测系统研究与实现

论文题名：	南充中上坝嘉陵江大桥健康监测系统研究与实现
关键词：	桥梁健康监测;PXI总线;数据采集;人机界面;虚拟仪器
摘要：	在中国国民经济快速发展的进程中，交通产业发挥着重要作用。在我国陆地交通运输网络中，各类桥梁使公路、铁路等跨越峡谷、江河等自然障碍，并使其得以快速延伸，是其连接环节的关键部件。近些年在我国乃至外国，各类桥梁在运营期间发生垮塌的事件屡见不鲜，给广大人民造成了重大生命财产损失，同时伴有十分恶劣的社会影响。近些年来，在我国桥梁垮塌重大事故呈上升趋势，为从发生的根源上遏止事故快速发展，迫切需要引入有效的桥梁监测方式。目前，桥梁安全的主流监测技术为虚拟仪器监测，但是，很多桥梁还基本上处在人工监测或无人监测阶段，完全没有办法适应现代各类桥梁监测体系的发展需要。在将来，各类桥梁安全保障的发展方向必然是桥梁健康系统，桥梁健康系统将对安全运行、结构监测提供重要信息和参考依据。　　本文将深入具体项目工程中，对运营中的桥梁进行自动化监测健康研究，以美国国家仪器有限公司研发的PXI总线平台数据采集系统为基础，对市场各类传感仪器和数据采集仪器进行对比，从中找出各类设备的优势，研究与实现桥梁健康分析系统。　　桥梁在运营过程中会受到各种方式的撞击，乃至受到地震，桥梁结构庞大，各处会产生不同响应，这就要求运行中的桥梁健康监测系统，能以最短时间做到同步采集高分辨、高精度的状态信号并实现有效传输。南充中上坝嘉陵江大桥将采用分布式监测的特点，在本文涉及项目中将采用美国国家仪器有限公司生产的8通道24位的动态信号采集模块PXI-3346来完成动态同步信号加速采集。PXI-3346能够为信号提供最高、最严格的同步精度——高达皮秒级，但将受限于物理连接线缆的长度等特点和其多卡同步的条件，充分分析GPS无线同步与有线传输介质特点后，从中找出能结合本项目工程监测系统数据有效数据同步传输方法。运用CPLD来驱动光纤实现收发同步时钟电路设计，有效进行处理并验证同步采集数据。　　南充中上坝嘉陵江大桥项目将建设成为无人值守自动桥梁健康监测系统。虚拟器技术将起重要的作用，其核心为软件开发，本文将软件系统分为传感器现场采集数据程序、数据安全中心、结构分析测评系统三部分。传感器现场采集程序部分包含数据采集任务、数据分析任务、数据存储传输；而数据中心软件包含数据分析、数据存储和数据显示等任务；桥梁结构评测系统包括报警数据安全级别的自动识别和解析。在完成任务分析后，本文选择了美国国家仪器有限公司的LabVIEW作为本系统的开发语言，利用它对系统各部分的功能进行设计和创新。文中着重研究了如何实现和操作数据储存以及数据传输，首先，对于数据存储主要是通过LabVIEW操作数据库软件Microsoft SQLSERVER2008，从而实现数据分类存储与用户数据库管理，其次，对于数据传输，本文选择了利用以太网的DataSocket技术作为基础予以实现，文中使用LabVIEW软件操作实现了数据处理的部分功能。接着本文对监测中心的人机操作界面进行了论证与详细设计，从而达到通过人机界面实现对实时数据、历史数据、数据处理结果的访问。
作者：	胡勇
专业：	软件工程
导师：	丁杰雄
授予学位：	硕士
授予学位单位：	电子科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文