| 加工定制是 | 品牌骏亿 |
| 型号SXJY-001 | 类型集成 |
| 安全评估 |
1.1 无线传感网与物联网概述
该战略认为，it产业下一阶段的任务是把新一代it技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓”物联网”，然后将”物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和it基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在”物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
该战略预言，”智慧的地球”战略能够带来长短兼顾的良好效益，尤其是在当前的局势下，对于美国经济甚至世界经济走出困境具有重大意义。在短期经济刺激方面，该战略要求政府投资于诸如智能铁路、智能高速公路、智能电网等基础设施，能够刺激短期经济增长，创造大量的就业岗位；其次，新一代的智能基础设施将为未来的科技创新开拓巨大的空间，有利于增强国家的长期竞争力；第三，能够提高对于有限的资源与环境的利用率，有助于资源和环境保护； 第四，计划的实施将能建立必要的信息基础设施。
作为物联网的底层技术基础，无线传感网技术对于物联网的成功，起着决定性的作用。如果将物联网比喻成遍布地球表面的神经系统的话，那么无线传感网就是该系统的神经末梢。无线传感网使地球上的物体具备自我感知能力，将自身的状态信息收集起来，供整个物联网系统进行进一步处理。无线传感网通常由大量节点通过自组织方式构成，这些节点同时扮演数据的产生者和中继者，通过多跳的方式将各个节点采集的数据汇聚到基站。
1.2 桥梁结构监测的必要性
《建筑与桥梁结构监测技术规范》（gb 50982-2014）7.1章规定：除设计文件要求或其他规定应进行施工期间监测的桥梁结构外，满足下列条件之一时，桥梁结构应进行施工期间监测。
（1）单孔跨径大于150m的大跨桥梁；
（2）施工过程增设大型临时结构的桥梁；
（3）施工过程中整体或局部结构受力复杂桥梁；
（4）大体积混凝土结构、大型预制构件及特殊截面受温度变化、混凝土收缩、徐变、日照等环境因素影响显著的桥梁结构；
（6）施工过程中存在体系转换的重要桥梁结构；
（7）对沉降和变形要求严格的桥梁结构。
除对于特别重要的特大桥，或设计文件要求或其他规定应进行使用期间监测的桥梁结构外，满足下列条件之一时，桥梁结构宜进行使用期间的监测。
（1）主跨跨径大于150m的桥梁；
（2）主跨跨径大于300m的斜拉桥；
（3）主跨跨径大于500m的悬索桥；
（4）主跨跨径大于200m的拱桥；
（5）处于复杂环境或结构特殊的其他桥梁结构。
桥梁是现代交通运输系统的基础组件，对于国民经济的持续、稳定发展起着重要作用。在长达几十年甚至上百年的服役期间，由于使用维护不当、环境侵蚀和材料老化等因素的影响以及荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应，桥梁难免会出现结构和系统的损伤积累和抗力衰减，使其抵抗自然灾害、甚至正常使用环境作用的能力下降。近些年来，随着我国经济的高速增长，桥梁承载的车流量和重量荷载迅速增加，远远超过了桥梁的原有设计能力。随着桥梁服役时间的增长，桥梁结构的安全性必然会发生退化，出现结构安全事故的可能性亦大大增加。
2009/5/17 湖南株洲红旗路高架桥
2010/8/19 宝成铁路石亭江铁路大桥
2011/07/14，福建武夷山公馆大桥
2012/8/24 黑龙江哈尔滨阳明滩大桥
图1-1桥梁坍塌带来重大的人员伤亡和经济损失
这些严重事故造成了重大的人员伤亡和经济损失，而且引起了公众舆论的严重关注，产生了极坏的社会影响。人们开始重视桥梁结构的健康和安全，采用先进的技术手段对桥梁的损伤进行检测，并根据检测结果对桥梁的结构健康状况进行评估，对桥梁的使用寿命进行预测。然而，目前常用的桥梁检测手段仍然以人工检测为主，这类方法存在着明显的不足：1）人工监测主观性强，有些结果需要凭借经验估计得到；2）由于人工检测频率的限制，检测结果往往比损伤出现滞后，不能及时对损伤预警。
更为重要的是，由于传统人工检测使用的设备成本昂贵、体积庞大，在检测时需要对路面进行长时间封闭，严重干扰了桥梁的正常运行。同时，人工检测需要多个政府职能部门的相互协调与配合，在一定程度上增加了操作的复杂性。对某些大型桥梁进行检测，需要检测人员进行高空作业，存在着极大的安全隐患。这些因素的存在，使传统的人工检测手段越来越无法适应桥梁结构健康评估的要求，对桥梁结构进行实时监测势在必行。
表4.1 传统人工检测与在线监测的优缺点对比表
对比项
传统人工监测
在线健康监测
实效性
很难保证数据稳定，尤其在恶劣天气下
不受天气影响实时监测，在恶劣环境下仍保证数据稳定
连续性
进行定期（比如一年或两年一次）的检验
进行长期不间断的24小时在线测试，能够反映细微的变化趋势
准确性
系统误差和随机误差比较大
基本上克服了人的主观造成的误差
可量化
以观察为主，数据量化困难
以科学的数据来监测，以量化为基础，提供海量的数据
便捷性
非常繁琐，人工记录再输入电脑
随时查看，后台操作，实现自动化、远程化、可回查、可复制性强
安全性
需要人工检测，恶劣环境下对于人的安全很难保证
保障人员安全
1.3 经济与社会效益
1.3.1 经济效益
（一）显著降低开发和集成成本
通过传感云，用户可改变过去“一个项目一次开发”、“项目数据无法互通互用”、“一种应用一套平台”等不利情况，快速、简捷、可规模化地将不同通讯协议、不同数据类型和处理方式、不同地域的传感平台都整合汇聚起来，实现数据的快速采集和快速使用，实现应用的高度集成和有序管理，避免重复的平台开发和平台互兼容开发的成本，大幅缩短投入应用的时间。
（二）实现快速、低成本的评估
通过数据积累和统计识别，基于内置的无模型分析机制，传感云能够根据桥梁监测数据快速形成日、三日、周、月、年的分析评估结论，帮助用户及时掌握桥梁监测量的状态、周期性特征和趋势演变情况，避免了人工检查、经验判断的局限性，提升了分析评估在时间上的分辨率，能够满足常时监测评估的需要，并且无需大量增加专家/专业机构评估次数及费用。此外，随着数据积累量的增多，评估结论的准确性会相应提升。以该方式为辅助，原有的强制性结构检测还可获得更多有价值的历史参考数据，实现更精准的检测评估。
（三）以大数据实现效益更高的管养
传感云能够通过简明易用的大数据分析向用户展示监测对象的状态及其结论，帮助用户发现管养的关键点，并可有助用户更为量化、精准地研判桥梁养护措施，从而减少甚至避免过度养护、盲目养护所带来的成本，以及养护不足所引发的额外成本。
基于传感云所提供的监测结果分析、多种风险评估、监测参数趋势图，用户可更为精准地定位桥梁病害位置及类型，从整体上考虑养护的办法和优先顺序；可通过对比养护前后的数据变化来核实养护措施的效果及其可持续性，从而实现管养效益化。
1.3.2 社会效益
（一）有利于建成符合“十三五”精神的风险防控机制
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》指出：我国“重大安全事故频发”，“面临诸多矛盾叠加、风险隐患增多的严峻挑战”，应“建立风险识别和预警机制，以可控方式和节奏主动释放风险”，应提高“风险防控能力”。
采用传感云有助于有序管理监测数据及其分析，形成安全管理所需要的各种关键信息，能够帮助预先识别风险并报警，非常有利于监测对象的风险防控，有利于实现各种紧急、突发情况的及时布控。
（二）有利于形成科学、有据的责任界定
基于传感云对监测对象若干状况及其分析的记录，在异常、重大事件或事故发生时，用户可通过传感云及时进行事件事故回溯：通过对比事件事故前后的监测参数变化，有助于以数据为证明确定事件事故原因，从而有利于责任界定，避免错误追责。
（三）有利于形成可广泛服务的基础数据平台
经过应用数据积累，传感云可接入更多的同类监测对象，实现较大区
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