桥梁健康监测系统解决方案

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1、桥梁健康监测系统解决方案上海华测自主研发了一整套以HCMonitor为核心的变形监测系统，曾获得科技进步二等奖，并先后成功应用于润扬大桥、东海大桥、阳逻江大桥、上海长江大桥、闵浦大桥等国家重点项目，实践证明，以HCMonitor为核心的实时形变监测系统是一个非常有效的桥梁监测技术，GNSS能够与其它传感器完美结合用于桥梁健康监测。图为东海大桥（2006年开始运行华测桥梁健康监测系统）背景GNSS自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使

2、人们普遍采用其来代替（逐渐地）常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程形变监测中也逐步得到广泛的应用。随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步，桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展。与此同时桥梁的载重、跨径和桥面宽度不断增长，结构型式不断变化。传统的形变监测手段越来越不能满足形变监测要求，这就迫切需要性能更可靠的桥梁健康监测系统。目前，随着GNSS技术的不断成熟，GNSS自动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。GNSS自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。目前，采用GNSS技术用于桥

3、梁等工程形变监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。例如：英国Humber桥的GNSS监测系统、日本明石海峡大桥的GNSS监测系统、虎门大桥GNSS监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GNSS监测系统。HCMonitor的系统结构软件结构HCMonitor软件通过网络或串口（RS232，或者CAN总线）获得GNSS的原始数据（载波相位和伪距），对其进行差分处理和滤波，并根据系统设置，实现图形显示、记录、报警、输出、分析。输出的各监测点三维坐标的格式我们会依据客户的要求做相应修改，保证客户端软件正常读取数据。另外软件还提供了一个远程组件，方便用户的二次开发。软硬

4、件平台硬件平台：至强服务器 2CPU，4G内存（GNSS专用）软件平台：Windows2008数据库平台：SQL网络平台：十兆或百兆以太网；GNSS所有的应用软件均部署在上述的硬件平台上。必须保证软件在正常工作时CPU的平均使用率不超过60％。基本功能和指标1) 可对GNSS原始数据进行实时差分处理，数据更新率可达1Hz、5Hz、10Hz、20Hz；2) 可根据系统参数设置，对不同的监测站的实时差分结果进行Kalman滤波，达到不同的动态要求和精度要求；3) 最多可同时处理多个基站和32个监测站的数据；4) 输入接口协议：RS232、CAN、TCP/IP；5) 输

5、出接口协议：TCP/IP；6) 实时显示基线的变化情况，点位的移动情况等，软件包括如下视图：实时数据视图、实时网图、趋势图、卫星视图、三维视图、数据管理。7) 原始数据、解算结果的自动保存功能，可根据用户需求进行设置；8) 对监测站、基站接收机的远程设置功能，软件上有各个GNSS接收机的独立监控模块，可以向GNSS接收机发送用户更改参数的命令（如采样间隔、高度截止角等）；9) 系统完备性监测功能，可对整个系统的健康状况进行监测，包括软件和硬件，比如，一旦某个监测站出现死机现象，软件马上会通过数据信号触发的方式实现接收机自动重启；10)每个监控站的监控范围可根据用户

6、设置，相应的精度可从2毫米到1厘米(具体精度还与所使用的GNSS接收机及其天线有关)。11)回放功能。回放功能分为两个层次：原始数据层，软件记录原始数据后，可以任意截取其中部分数据，并根据原始数据重新解算并回放的功能；历史状态层，即根据所选择的时段，对系统的实际工作状态进行回放。12)实时的数据采集的延迟不大于1秒。13)可以调整各个监测站的位置更新率；14)连接数据库，记录用户需要保留的各项信息；记录的内容如下：15)第三方软件接口，用COM组件的方式实现，可实现远程查询、管理、报警；16)报警功能，报警项可根据用户要求设定，可通过短信、电子邮件等方式进行报警。

7、17)权限管理：一般用户只能浏览数据，系统管理员才可能对一些参数进行设置。18)数据分析功能：根据用户要求，对监控点进行频域和时域分析。19)可靠性：7×24小时持续可靠工作。实时显示各监测点的点位信息HCMonitor的特点（与RTK比较）集成了RTK功能的HCMonitor软件，除了也能采用RTK方法之外，采用其自身与RTK不同的算法后，还具有如下一些特点。算法相比RTK方法而言，HCMonitor的算法具有如下特点：u HCMonitor采用采用同时刻（在1微秒之内）的GNSS原始观测值进行差分解算；而RTK方法不需要差分改正数和流动站的观测数据保持同步，一

8、般的参考站