监测系统论文范文精选

摘要：大型桥梁健康监测力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。同时，对大跨度桥梁设计理论与力学模型的验证以及对结构和结构环境中未知或不确定性问题的调查与研究也正融入桥梁健康监测的内涵。本文首先简要地总结十多年来桥梁健康监测的研究状况，然后较系统地阐述桥梁结构健康监测的新概念，并从桥梁工程发展的角度探讨大型桥梁监测系统设计的有关问题，以期为监测系统的开发提供借鉴。

关键词：健康监测监测系统监测项目桥梁

20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索，而且反映于人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大距度桥梁的发展；同时，随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由于桥梁监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题，因此，桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵，并由此探讨监测系统设计的有关问题。

一、桥梁健康监测系统与理论发展简况

1．监测系统

80年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康监测系统。例如，英国在总长522m的三跨变高度连续钢箱梁桥Foyle桥上布设传感器，监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应，同时监测环境风和结构温度场。该系统是最早安装的较为完整的监测系统之一，它实现了实时监测、实时分析和数据网络共享。建立健康监测系统的典型桥梁还有挪威的Skarnsundet斜拉桥（主跨530m）［2］、美国主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉桥、丹麦主跨1624m的GreatBeltEast悬索桥［3］、英国主跨194m的Flintshire独塔斜拉桥[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge桥[5]。我国自90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的结构监测系统，如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的上海徐浦大桥以及江阴长江大桥等[6~8]。

从已经建立的监测系统的监测目标、功能以及系统运行等方面看，这些监测系统具有以下一些共同特点：

（1）通常测量结构各种响应的传感装置获取反映结构行为的各种记录；

1煤矿安全监测监控系统存在的问题

1.1监测监控系统人员安全意识单薄

一方面，煤矿企业内部的管理体制不健全，思想教育宣传工作不到位，对职工的物质和精神生活关心程度低，尤其是对于公职人员思想政治工作放松等等。企业和家庭没有营造有关安全生产的氛围以及政府对安全教育的监管和投入有待加强；另一方面，煤矿工作人员安全意识薄弱，没有将“安全第一”这根细弦绷紧，在实际的工作中总是存在侥幸心理、投机取巧的心理，图省事，不想麻烦，贪近利，而且有些老员工认为自己已工作多年，有着丰富的经验，居功自傲，不将企业的管理放在眼里，习惯对待新问题，不按照严格的操作流程办事，无视全部知识和操作技能，这是造成事故发生的一个重要因素。

1.2安全监测监控系统的设备落后

系统的主要传感器，如甲烷传感器，在经过多年的技术完善，稳定性和实用性已有了大的改善，，但是在实际的应用中还是出现了许多问题。如：在井下瓦斯涌出量大的情况下黑白元件反复被有害气体冲击，造成了零点漂移并使其催化性能降低，黑白原件加速衰老，抗高能冲击冲击性变差造成了原件使用寿命低、稳定性差、误差率较高等现象：抗中毒性能差；载体催化元件制作工艺较低。例如：前几年对福州煤矿监测系统的排查中发现，其使用的是我国第一批KJ系列监控系统，由多家科研单位开发，其数字化监控系统，也是有不同企业和机构完成的，设备比较落后。

1.3安全监测监控系统的针对性较弱

监测系统的安全性问题，虽然在理论上是一回事，但在实际的操作过程中会受到许多条件的限制，如地理环境、开采的条件、岩力学性质、开采的工艺等因素的影响，因而对煤矿安全监控检测的分析要实现地域、地质的针对性研究，难以实现对于监测监控的准确度，难以实现安全保证。例如山西煤田的地址结构较为复杂，地质结构为倾斜的薄煤层，稳定性极差，使得山西煤田的开采量较低的情况，生产力只能打到5万、6万，但是按照相关产业的规定，每个矿井只能布置“一采两掘”。为了应付上级的检查，监控点就设置在这个地方。在实际的操作过程中，由于开采条件较为恶劣，因而多个采矿工作面被隐蔽起来，但矿井恰恰在井下工作人员密集的地方因不符合相关规定而不布置监控探头，这使监测系统的针对性没有得到体现。

2煤矿安全监测监控系统的解决措施

水文监测在三峡水利枢纽的规划论证阶段和工程开工后，一直发挥着重要作用，为工程的科研、设计、截流布局及施工方案选择等提供了科学依据。按照工程设计，三峡工程于2002年11月实现明渠截流。水文部门围绕明渠截流戗堤进占、龙口、大坝导流底孔过流、三期围堰度汛等观测为重点，兼顾库区、坝区、坝下游水文监测，做了深入的研讨，制定了详细周密的监测方案，为明渠截流提供及时、准确的水文资料和分析成果。本文就截流河段与工程概况，水文监测目的、主要内容及作用，监测系统设计，监测仪器设备与技术措施，以及监测系统在截流实践中的应用等分别论述如下。

1河段与工程概况

1.1河段概况

三峡工程施工区从伍相庙至鹰子咀长约12km，面积15.28km2。为较好地掌握施工区水文、河道、水环境变化情势，水文监测河段上起太平溪、下至莲沱，全长22km，水域面积约为22km2（以下简称坝区河段）。大坝轴线以上1.5km至大坝轴线以下1km为明渠截流水文监测河段（以下简称截流河段），全长2.5km，面积约为3.0km2。三峡工程明渠截流河段水文监测布置见图1。

图1三峡工程明渠截流河段水文监测布置图

1.2工程概况

三峡工程明渠截流继一期导流明渠开挖、二期大江截流导流和通航之后、为修筑三期围堰而实现戗堤进占与合龙的关键性工程。

（1）三期围堰工程。三期围堰位于导流明渠内。三期上游围堰为Ⅳ级临时建筑物，围堰轴线长427m，设计洪水标准为4月份实测最大流量17600m3/s（1877年～1990年资料，下同），相应上游水位81.05m，堰顶高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游围堰为Ⅲ级临时建筑物，围堰轴线长415m，设计洪水标准为频率2%的洪水流量79000m3/s，相应挡水位78.3m，堰顶高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下围堰均由风化砂、石渣、石渣混合料和块石以及反滤料构筑而成，总填筑量分别为146.58万m3和152.48万m3。

1实际工程监测方案

1．1监测内容根据设计单位提供的《施工图设计Z1号线文化中心站托换梁施工监测及检测要求》，本次监测的主要内容如下:1)托换梁及相关结构应力监测;2)托换梁挠度监测。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测;4)托换梁上部结构变形监测;5)梁、柱接头的滑移监测;6)托换梁梁端的扭转变形监测;7)托换梁及相关板结构裂缝监测。

1．2监测方法与设备1)托换梁及相关结构应力监测。a．监测仪器。托换梁应力监测仪器采用32钢弦式钢筋应力计(如图3所示)，Z1线－3层侧墙和M10线底板则采用28钢弦式钢筋应力计。b．采集仪器。数据采集采用GeologgerDT80G型数据采集器，在埋设电测传感器就近处要设数据采集器，数据采集器外用金属箱加以保护。2)托换梁挠度监测。a．监测仪器。采用电水平尺(ELBeam)，电水平尺是美国生产的精密测倾(角)仪器。根据现场的实际情况，监测点的布置图大致如图4所示。b．采集及处理系统。电水平尺的采集采用CR1000数据采集器。CR1000可以通过设备扩展从而形成一个数据采集系统，很多CR1000系统可以构建一个网络。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测。对于被托换柱及邻近柱的沉降监测与托换梁上部结构的沉降监测，采用美国Trimple公司DiNi03型电子水准仪。4)梁、柱接头的滑移监测。采用钢弦式位错计进行测试，将位错计安装于柱与托换梁可能发生的最大滑动位移处。一端固定在柱体接头处，另一端固定在托换梁板上，导线引出做好保护。5)托换梁梁端的扭转变形监测。监测点布置在托换梁的梁端，用钢弦式位错计将梁端与侧方地下连续墙墙壁进行固定，测试方法与4)“梁、柱接头的滑移监测”相同。6)托换梁跨中钢筋应变监测。监测点位于托换梁跨中断面处，监测钢筋与振弦式钢筋应力计所测钢筋相邻如图5所示。点焊式应变计含有一根安装于金属管内的绷紧的钢弦，该金属管固定于一个金属端点，金属端点焊接到量测的结构物体上。

2监测结果分析

由于此工程监测测点过多，受篇幅的限制，此处仅列出部分测点的部分监测数据，来说明此监测系统在实际工程中的高效性和准确性。

2．1托换梁挠度监测数据分析利用电水平尺监测托换梁1-4的挠度变化情况可知，在整个监测期内，托换梁1-4的挠度监测值总体趋于稳定;监测期内，挠度监测数据在［－8mm，8mm］区间内波动，沉降量最大值为0．80mm，最小值为－1．39mm，符合控制值为8mm的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。将立柱切割前后挠度值进行对比，并根据同一天不同测点的挠度值绘出挠度趋势线如图6所示。根据挠度对比图，托换梁在托换后有明显的下挠趋势，并且下挠后的挠度值在控制值范围内，说明切割立柱后托换梁承担了原本立柱所承担的竖向力，达到托换的目的。

2．2托换梁应力监测数据分析利用32钢弦式钢筋应力计监测托换梁1-4的应力变化情况，根据THL1-4应力监测数据可知，监测期内，托换梁1-4受施工流程中诸多因素影响，应力值会出现小幅度波动，但应力总体趋于平稳;监测期内，各个应力计的监测数据在［－100με，100με］区间内稳定波动，梁呈现上部受压，下部受拉的应力状态，拉应力最大值为40με，压应力最大值为－22με，符合控制值为100με的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。

3结语

【摘要】：本文介绍了基于LeicaTCA机器人系列所开发的盾构机三维姿态跟踪自动监测系统的开发思路、具备的功能特点。隧道工程应用以及对结果数据所做分析表明，系统性能——速度、精度、动态适应性和运行稳定性等方面已达到实用要求。

【关键词】：隧道工程，盾构姿态，自动测量，系统开发

1引言

盾构机姿态实时正确测定，是隧道顺利推进和确保工程质量的前提，其重要性不言而喻。在盾构机自动化程度越来越高的今天，甚至日掘进量超过二十米，可想而知，测量工作的压力是相当大的。这不仅要求精度高，不出错；还必须速度快，对工作面交叉影响尽可能小。因此，为了能够在隧道施工过程中及时准确给出方向偏差，并予以指导纠偏，国内外均有研制的精密自动导向系统用于隧道工程中，对工程起到了很好的保证作用。

1.1国内使用简况

国内隧道施工中测量盾构机姿态所采用的自动监测系统有：德国VMT公司的SLS—T方向引导系统；英国的ZED系统；日本TOKIMEC的TMG—32B（陀螺仪）方向检测装置等等。所采用的设备都是由国外进口来的。据了解，目前有些地铁工程中（如广州、南京）在用SLS—T系统，应用效果尚好。

总的来看，工程中使用自动系统的较少。究其原因：一是设备费或租赁费较昂贵；二是对使用者要求高，普通技术人员不易掌握；三是有些系统的操作和维护较人工方法复杂，在精度可靠性上要辅助其它方法来保证。

1.2国外系统简况

1总体设计方案

本设计是基于大区域农田土壤监测的实际需要进行设计的。系统主要由传感器节点、协调器、WCDMA终端、上位机监测中心等部分组成。系统采用太阳能电池供电方式，使用蓄电池存储电能，通过太阳能电源控制模块为各节点提供所需电能，维持系统的正常运行。传感器组采集土壤温度、湿度、pH值和电导率数据，发送给以CC2530模块为核心的ZigBee无线传感网络终端节点的模数转换接口，终端节点将采集到的数据发送给协调器;协调器通过RS232串口通信与WCDMA终端连接，将轮流采集到的各传感节点数据发送给WCDMA终端;WCD-MA终端通过3G无线通信网络将数据实时发送到远程监测中心，监测中心对收到的数据进行处理、显示并进行Web;外网用户可通过互联网实时访问。

2系统硬件设计

2．1终端节点硬件设计

终端节点是组成无线传感网络的基本单元，用于采集各采集点土壤参数信息，并将数据通过无线发送给协调器。

2．1．1传感器模块

土壤温度决定作物生长环境，土壤水分是作物水分的主要来源，土壤pH值反映土壤酸碱程度，土壤电导率反映了土壤压实度、黏土层深度及水分保持能力等。本设计选择在大区域农田种植中对农作物生长影响较大的温度、湿度、pH值及电导率4个参数进行监测，选取的传感器如图3所示。1)温度传感器:选用Dallas公司推出的数字式防水封装的DS18B20温度传感器，采用不锈钢外壳封装，防水防潮输出数字信号，无需进行AD转换，大大提高了系统的抗干扰性;工作电压3．0～5．5V，测量温度范围为－55～+125℃，在－10～+85℃范围内，精度为±0．5℃。2)湿度传感器:选用SMTS－II－50型土壤湿度传感器，4～20mA输出，响应速度快，性能可靠，平均电流小于10mA，功耗低;抽真空灌封，密封性极好，耐土壤中酸碱盐的腐蚀，适用于各种土质。3)pH值传感器:选用上海陆基公司的土壤pH值传感器，输出4～20mA;测量范围为0～14pH，零电位pH值为7±0．25pH，斜率≥95%;功耗低，抗干扰性能较强，耐腐蚀性好。4)电导率传感器:选用上海陆基公司E－113－02－t型电导率传感器，电导范围10～2000μs/cm，适合各种土质;分辨率为1μs/cm，5～35℃内温度自动补偿;耐腐蚀好，适合长期进行土壤测量。

2．1．2CC2530模块

1系统总体设计

1．1水质环境条件要求

经过分析调查，水产渔业对水质的监测主要需求为:对温度、pH值、溶解氧浓度这些参数发生变化或不符合标准，将严重影响水产品的质量和产量，因此，需对此类参数通过进行实时监控。

1．2系统结构设计

本系统主要由水质数据采集层、数据汇集层、监测中心层构成，水质数据采集层是由测温度、pH值、溶解氧浓度的相应传感器组成的，将其部署在水中，实现对相关参数的采集，再通过WiFi将所采集数据发送至AP节点进行数据汇聚，再由AP节点通过WiFi将汇集数据发送至监测中心。

2WiFi节点硬件设计

WiFi又称IEEE802．11b标准，IEEE802．11b无线网络规范是对IEEE802．11的改进，其最高带宽为11Mbps。在信号较弱或有干扰时，可自动调整为5．5，2或1Mbps。本系统中带宽为11Mbps。本系统需完成对终端节点、AP节点的制作，并且需实现将各个传感器所采集到的数据通过WiFi传输至上位机，实现上位机对温度、pH值、溶解氧浓度等参数的实时监测。

2．1电源模块

摘要：煤矿安全环境监测监控系统在煤矿安全生产中有着重要地位。

关键词：煤矿安全环境监测监控系统

0引言

监测监控系统是融计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术为一体的综合自动化产品，当将其作为一种安全预防技术设施应用到工业生产和社会生活中时，就称其为安全监测监控系统。在我国的工业安全事故中，煤炭工业的安全事故较为频发且性质严重，尤其以生产矿井瓦斯爆炸事故最为突出。为此，国家有关安全生产监督管理部门专门制定了“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字指导方针，由此可见，煤矿安全环境监测监控系统在煤矿安全生产中的重要地位。

1煤矿安全环境监测监控系统组成

根据所述及概念，监测监控系统的功能一是“测”，即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”，即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。若系统仅用于生产过程的监测，当安全参数达到极限值时产生显示及声、光报警等输出，此类系统一般称为监测系统；除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等，此类系统一般称为监测监控系统。

煤矿安全生产监测控系统层次上一般是分为两级或三级管理的计算机集散系统，一般包含测控分站级和中心站级。每个测控分站负责某几路传感器信号的采集和某个执行机构的控制，实现了采集、控制分散；中心站负责数据的处理、储存、传输，实现了管理的集中。中心站与分站和计算机网络之间的通信、传感器到测控分站的数据传输、测控分站到执行或控制装置信号的传输，是通过传输信道实现的。

监测系统一般由地面中心站，井下工作站，传输系统三部分组成。地面中心站一般有传输接口装置和若干台计算机，电源，数据处理及系统运行软件，存贮、打印、显示等装置组成。为了计算机稳定工作，一般还配备了机房恒温调节，不间断电源等辅助设施。

1煤矿安全监测监控系统目前存在的问题分析

在今天，我国科学技术蓬勃发展带动了各个领域有不同程度的进步和发展。煤矿行业之所以能够有很大程度的进步，与科学技术的有效运用分不开。目前应用于煤矿开采中的煤矿安全监控系统就是最好的证明，其合理而有效的运用，大大提高了煤矿开采的安全性。但煤矿安全监控系统并没有达到非常完美的程度，其也存在多想不可忽视的问题。具体表现为。

1.1传感器质量和性能较差

传感器作为安全监测监控系统的重要组成部分，保证其质量和性能是高效运用安全监控检测系统的关键之一。但事实上，目前我国大多数煤矿开采中所应用的安全监测监控系统就存在传感器质量和性能较差的情况，传感器质量和性能较差具体表现为载体催化元件的应用效果差，容易影响传感器的正常使用；传感器制作工艺技术比较落后，会降低传感器的使用性等。因各种因素而促使传感器的质量和性能降低是安全监测监控系统当前存在的问题之一，需要通过有效的措施来调整和优化，才能够保证传感器合理而有效的应用。

1.2通信协议不规范

所谓的安全监测监控系统通信协议不规范是指其缺乏符合矿井电气防爆等特殊要求的总线标准，所以现有生产厂家的监控系统的通信协议几乎都采用各自专用的，互不兼容。此种情况的存在使得我国安全监测监控系统的通信协议表现出不规范这一特点。而通信协议不规范的情况将会无法实现资源贡献，相应的安全监测监控系统的更新和升级就会受到一定的影响和阻碍，安全监测监控系统的应用效果受到一定程度的抑制。所以说，煤矿安全监测监控系统通信协议不规范也是导致此系统无法高效运用的因素之一。

2增强煤矿安全监控监测系统运行效果的有效措施

煤矿开采是一项危险性较大的工作，在进行煤矿开采作业的过程中存在很多危险因素，一旦危险因素未得到有效的控制，很容易导致安全事故发生，不仅影响煤矿正常开采，还会导致人身受损。安全监测监控系统合理而有效的运用能够大大改善此种现状，当然是是以保证安全监测监控系统高效运用为前提。如何才能够实现煤矿安全监测监控系统高效运用？作者结合相关的资料，提出以下几点建议。

本文作者：冯荣杰 单位：山东省冠县广播电视台

农村的光缆线路障碍点难以排查，就要在安装之初建立准确完整的原始材料，在光缆续接监测时，记录测试端至每个接头点，位置的光纤累计长度及中继段光纤总和减值。准确记录各种光缆余数，详细记录每个接头坑，终端盒、ODF架等部位光纤盘留长度，以便在换养故障点路由长度时予以扣除。

天气变化对有线电视网路的影响

这一方面主要从雷雨天气分析。进入夏秋之交的九月，阴雨天气也开始增加，遭遇雷击的可能性增大。在农村有线电视系统中，众所周知，雷电是自然现象，雷击释放能量很大，直接遭雷击，在放电通道上毁坏性巨大，也增加了弄寻有线电视线路检修的难度。在干线较长的农村有线电视系统中，需要注意防雷，防水和监测。这3个方面具体表现在：

1）防雷：要保证有线电视的“村村通，长期通”，防雷是必不可少的监测点之一。一般说来，有线电视的被损部位有前端放大器、架空电缆的分支、分配器被击毁等。最简单的防雷措施在于材料的安全选择上，如电缆要带有防雷的安全保护，在传输网中,进入前端的电缆安置分流雷电的避雷器，金属外皮就近接地，可有效地避免光缆遭受雷击；

2）防水：有线电视系统电缆传输中接头进水是个很普遍的问题。主要包括接头进水导致电缆部分进水和进水导致的接头氧化两种情况。在平常的收看电视过程中，高端信号变差，雪花点变多是进水常见的问题之一。对干线表现为放大器输出电平斜率很小或为负值。从而使供电出现故障，影响整个农村接收端的放大器正常工作，同时伴随斜率变大，信号质量恶化；

3）监测。各有线电视台在建台时往往经过上级广播电视主管部门的验收，验收基本上是以抽样测试点，对部分项目和指标进行夏初、冬初的两次考核。包括对主干线的线性分布的监测，用户接收端分支器，分配器的监测等。抓好常规维护，可以及时查出线路是否有故障或即将有故障的发生迹象，从而防患于未然，大大减少故障率。

常规维修监测技巧