桥梁健康监测系统的现状及发展方向

胡 凯

(贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司,贵州 贵阳 550000)

1 桥梁健康监测系统的发展现状

1.1 健康监测系统的组成

(1)硬件

桥梁健康监测系统的组成，目前主要分为硬件系统和软件系统，硬件系统是桥梁参数数据采集的主要组成部分。硬件部分主要由参数数据采集系统和数据传输系统组成，参数数据采集系统主要是对桥梁关键节点的相关数据进行采集，包括桥梁的承载力、桥梁的材料变化情况、桥梁的老化情况、桥梁的载荷情况、桥梁的车流量、桥梁的所处环境以及气候变化等因素，对桥梁造成的基本影响都会通过数据采集装置进行基本的信息采集。在此基础上，将数据通过数据传输系统传输给桥梁养护中心及桥梁健康监测单位，供桥梁养护中心制定有效的桥梁养护和管控措施，保证桥梁的养护管控能够达到预期目标。硬件系统是健康监测系统的主要组成部分，是完成信息收集和传输的重要部件。

(2)软件

软件系统是关系到健康监测系统稳定运行的维护和支持系统。软件系统主要分为数据采集与传输系统、数据处理与分析系统和数据库管理系统，通过硬件采集到的数据，必须经由软件部分进行分析整理和上传。软件系统是关系到桥梁健康监测系统运行的重要功能模块，在实际工作中解决了信号的采集、处理、传输和存储及显示问题，对于整个数据的呈现和数据的分析处理具有重要作用。掌握软件系统的特点并根据软件系统的工作需求加强软件系统的升级和维护，对于桥梁健康监测系统的运行具有重要作用。同时，软件系统的工作效率也关系到桥梁健康监测系统的工作情况，对整个桥梁健康监测系统的运行产生了重要影响。

1.2 健康监测系统的发展现状

基于桥梁运行的实际需要，以及桥梁健康监测的现实需求，健康监测系统从诞生至今，已经经历了近30年的发展历史。桥梁健康监测系统已经从单纯的理论研究应用到了具体的桥梁监测中，提高了桥梁健康监测理论的应用效果，同时也对现有的桥梁监测理论提出了修正意见。通过健康监测系统的应用，以及健康监测系统的不断完善，桥梁健康监测理论也随之进行不断的升级，保证整个桥梁健康监测系统能够成为支持桥梁管理维护的有力措施，保证桥梁的管理维护能够达到预期目标，提高桥梁管理维护的有效性，延长桥梁的使用寿命，使桥梁在使用过程中能够达到预期目标。

2 桥梁健康监测系统存在的问题

2.1 监测系统本身不完善

从目前桥梁健康监测系统的应用来看，虽然得到了广泛的应用并取得了积极效果，但是由于现阶段桥梁监测系统本身在完善性方面还存在一定的问题，在关键参数的测量和关键参数的收集，以及关键参数的分析等方面还存在一定的不足，特别是在硬件方面还存在较大的差距，导致了健康监测系统在实际应用时存在一定的短板和瑕疵，不利于桥梁健康监测系统的应用和快速发展。因此，如何解决桥梁健康监测系统的硬件和软件方面的问题，对于桥梁监测系统的应用和发展至关重要，同时也成为了桥梁健康监测系统未来研究的重点。

2.2 监测理论研究方法不足

从目前桥梁监测系统的应用来看，在监测理论研究方面略显不足。我国在桥梁健康监测理论方面的储备相对较少，并且近些年在理论研究方法中缺乏实用有效的优化算法，造成测点数量大、系统规模过大、数据量大数据用于多，同时还缺乏对结构性能改变敏感参数的有效研究。理论研究方法的不足制约了桥梁健康监测系统的发展，导致了桥梁健康监测系统在应用过程中存在明显的问题。因此，如何增加理论研究方法，如何提高理论研究的针对性和前沿性，对于桥梁监测系统的应用而言是一个重要问题。所以，如何解决理论研究方法不足的问题，是当前桥梁健康监测发展的核心问题。

3 桥梁健康监测系统的研究方向

3.1 传感器优化布置研究

基于桥梁健康监测系统的发展需要，及目前对桥梁监测系统功能的实际需求，在未来的研究中，应当重点从传感器的优化布置方面入手，通过优化布置传感器能够减少传感器的放置数量。通过对关键部位的信息收集，能够提高搜集效果，减少硬件投入，保证关键节点的数据能够通过传感器有效收集满足桥梁健康监测的实际需要。通过传感器的优化布置，也能够使整个硬件系统重新架构，对提高硬件系统的工作质量和满足硬件系统的构建需要具有重要作用。因此，传感器的优化布置研究将会成为桥梁健康监测系统的重要内容，对桥梁健康监测系统的发展会产生有影响。

3.2 系统自身损伤识别的研究

基于桥梁健康监测系统的监测，需要在监测功能中需要增加系统自身损伤识别的研究，提高监测效果，做到提前预警，有利于于监测效果的提高。通过桥梁自身损伤的识别，能够及时的发现桥梁存在的问题，便于采取有效的应对措施，保证桥梁的维护工作能够得到有效的开展。并且目前系统自身损伤识别的研究具有突出的优势，对整个桥梁健康监测系统的运行和监测结果的提高具有重要影响。因此，我们应当根据桥梁健康监测系统的实际需要，制定有针对性的应用措施，保证桥梁健康监测系统研究能够朝着桥梁自身损伤识别的方向发展。

3.3 桥梁健康监测系统智能控制技术

智能技术的发展对整个桥梁健康监测系统产生了重要影响，为了降低强系统的运行难度和减轻人工监测的劳动强度，应用智能控制技术，不但能够实现桥梁健康监测系统的技术升级，同时还能够保证监测效果和监测准确性得以提高。因此，在实际应用中，智能控制技术的应用将会成为桥梁健康监测系统的重要发展方向，对桥梁健康监测系统的发展将会产生重要的影响。所以，智能控制技术的应用将会对桥梁健康监测系统产生重要影响，解决桥梁健康监测系统技术升级的问题。

4 结 论

通过对桥梁健康监测系统的分析，我们了解到桥梁健康监测系统是目前监测桥梁使用状况的重要系统，在实际应用中具有突出的技术优势，满足了桥梁监测的实际需要。但是我们也应当看到，由于目前的桥梁健康监测系统在技术和应用理论上还存在一定的短板，导致了桥梁健康监测系统在应用中的技术先进性不强，理论先进性不强，影响了桥梁健康监测系统的应用。