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1、上海世博会场馆工程安全远程监测系统开发研究摘要:针对上海世博会场馆安全监测的信息化、集成化、共享化、系统化、时效化的要求,开发了上海世博会场馆工程安全远程监测与安全预警系统。本文介绍了系统的结构设计、系统框架以及系统的功能。本无线监测系统包括基于无线传输技术的远程监控系统、基于B/S和C/S模式共同作用的可视化预警系统、监测管理模块化与多功能信息查询系统。系统实现区域内多个测点信息、监测仪器、监测数据的全面采集,科学处理监测数据,提出预警值,并实现成果输出的自动化。 关键词:上海世博会远程监测传感器预警系统
2、 :TP393:A:1007-9416(2010)08-0105-01 1引言 2010年5月1日至10月31日,2010年上海世博会在上海市中心黄浦江两岸,南浦大桥和卢浦大桥之间的滨江地区举行。上海世博会是探讨人类城市生活的盛会;是一曲以创新和融合为主旋律的交响乐;也是人类文明的一次精彩对话。 如何在有限场馆内展现多姿多彩的文化与最尖端科技,吸引更多观众的眼光?参展国们铆足了劲,在建筑形态上力争先声夺人,例如:像蚕宝宝一样会呼吸的日本展馆、宛若水中“冰壶”般的芬兰国家馆、犹如一只巨大的青苹果的世博会
3、罗马尼亚馆、世界最大面积“巨型膜布”、采用“脑细胞”为主体结构比利时展馆、和外观以“东方之冠”的中国馆建筑等等。 目前对于在建的世博会场馆工程结构,尤其是特殊结构的安全监测,很多是由专门的监测人员现场来收集、整理数据。一方面耗费了较多的人力物力,很难实时收集到节点和结构的变形信息,另一方面数据的处理具有滞后性,不能及时判断结构变形破坏的危险性。 针对世博会大型建筑监测的信息化、系统化、时效化要求,开发了上海世博会场馆工程远程监测与安全预警系统。 2远程监测系统的构成和功能 2.1远程监测系统的构成
4、 通过前期调查,参考相关大型场馆建筑物的管理人员的要求,系统由三大部分组成: (1)基于无线传输技术的远程监控系统;(2)基于B/S和C/S模式共同作用的可视化预警系统;(3)监测管理模块化与多功能信息查询系统。 其中,基于无线传输技术的远程监控系统能做到24小时不间断,并且不受天气状况影响的对世博会场馆的安全状况进行监测和预警,增强数据的联系性与时效性,并节省了大量的人力、物力和财力,使监测更加经济化。 基于B/S和C/S模式共同作用的可视化预警系统主要用来对大型场馆所产生的达到毫米级的位移和微小变形状
5、况进行监测[1],根据监测结果和系统设定发出预警信息,更为重要的,是系统能够根据所采集的历史数据进行智能分析,给出形变状态在一定时间段内的发展趋势,使决策管理人员能够将事故消灭在萌芽状态,大大提高场馆建筑物的安全性。 监测管理模块化与多功能信息查询系统针对各类大型场馆监测项目,分别提供相应的属性信息、监测数据输入处理、统计分析、曲线绘制和报表输出模块。实现监测数据、属性数据、施工进度、监测仪器属性、勘查设计资料以及工作量信息查询等。 2.2系统的运行 世博会场馆工程安全远程监测系统利用VB作为开发工具。本
6、系统设计时以区为分割,以单个工程为单位存放数据,把查询输入界面与物理数据库分开,把用户的要求自动转化为对数据库的操作并及时返回结果。 本系统分为总地图和各区地图两个部分。在总地图中用户可以浏览各区的工程,查询各个工程的基本数据、地质数据、设计数据、工程评价和其他工程数据,可以查看各个工程的平面简图剖面简图等工程图片。 进入各区地图后,用户可以了解此区内各个工程位置的详细分布情况,可查询本工程的实际监控数据和设计数据,并能输出数据报表,系统本身可以对实际监测数据进行深入分析,并绘制成图,以供用户参考。 2.
7、3监测数据的分析预测 系统将建立一个功能强大的监测信息管理平台,它能实现各类监测数据和相关信息的综合管理,并在此基础上进行深层次的处理与分析,以此指导施工与优化设计[2]。监控中心子系统采用C/S模式,子系统主要用来保存结构监测的数据信息,调用其结构安全模型分析系统进行业务分析处理,并将结果反馈给结构,实现对结构安全的实时监控。 监测数据的定量分析模型直接建立原因量和效应量之间的映射关系,是一种非常重要的分析方法。恰当的模型能够在不需要复杂的数值模拟的情况下,较好地描述施工过程中结构的响应以及周边影响范围内
8、变形等的变化趋势。系统能够根据所采集的历史数据给出形变状态在一定时间段内的发展趋势,使决策管理人员能够及时采取措施将事故消灭在萌芽状态,大大提高工程安全性和可控性。系统内实现了结构工程监测中常用的模型,如概率统计模型、灰色模型、滤波模型、时间序列模型、BP神经X络模型等。 2.4预警功能 在场馆工程的监测中,确定各项监测项目的监控报警值是一项十分重要的工作。系统为各类监测项目提供了
