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系统硬件集成及软硬件联合调试方案 1 系统构成及功能 系统总体架构方案 结合桥梁结构特点，以及预警、评估和管养决策方面的要求，健康监测系统由下列四大子系统构成： （1）关键参数自动化监测子系统； （2）数据存储与管理子系统； （3）安全评估与预警子系统； （4）用户界面子系统。 关键参数自动化监测子系统 关键参数自动化传感测试子系统是通过各种传感器构成的传感子系统，按照一定的采集和传输策略，自动化获取环境和结构状态数据的系统。系统需满足如下具体功能要求：监测内容适用，包括表征结构状态和行车安全的主要特征量。 测点布置合理，便于传感器、采集仪器、辅助设备等的安装、防护。 能够获取满足结构安全预警与状态评估分析所需要的数据。 传感器与采集系统长期稳定性好，自动化运行，24小时连续采集。 能够实现数据长期、实时、同步采集。 能够实现设备自诊断、自恢复功能，自动定位故障，并实时报警，具有故障隔离功能，出现故障时不影响其他设备正常工作。 能够对采集的原始数据进行初级校验和选择存储。 能够按照既定程序自动完成，或在用户干预下进行数据采集。 数据存储与管理子系统 该子系统包含监控中心计算机设备和相应的数据处理和分析软件。主要功能是由计算机系统完成信号数据的预处理、后处理、归档、显示和存储等数据管理；并通过网络设置和控制外场桥梁现场的各个数据采集站、调解器设备和传感测试设备的工作。该子系统具备如下具体功能：能够实现数据统计、转换、导出、重新采样、软件滤波等处理： 建立与各种监测数据的数据类型、数据规模相匹配，并与其采集、预处理、后处理功能要求相适应的分布式数据存储结构，以及相应的数据交换模式，构建系统数据库；能够实现监测数据的预处理、分类存储以及自动备份； 具有相应的软硬件安全机制，保证数据的安全，防止数据丢失或被人为恶意破坏、盗取； 具有对数据及设备异常报警功能，报警信息记录存储； 支持特殊事件数据单独存储及分析与处理。 安全预警与状态评估子系统 通过该子系统实现根据监测数据进行结构状态与损伤识别，并综合识别的结果以及巡检结果对桥梁结构的安全使用状况进行预警评估。该子系统具备如下具体功能： 利用各类监测数据对桥梁分析模型进行修正，建立系统运行时的基准有限元模型，用于桥梁工作状态分析和行车安全状态评定。 提出明确的预警指标及分级预警体系，能够通过设置明确的阔值，对实时监测结构状态参数信号进行判断和分级预警，并对报警情况进行记录； 能够对自动化监测数据和定期测量结果进行统计、对比分析，趋势分析和相关性分析； 能够综合各种监测数据、定期测量信息和分析结果，对结构异常状态进行识别和诊断，对结构安全和使用状态进行总体评价。 用户界面子系统 通过该子系统实现将各种数据实时按需求向用户展示，并且接受用户对系统的控制与输入。通过建立在监控中心监控服务器上的，基于B/S架构的一系列可视化软件组件，向监控中心现场操作人员以及授权的远程客户端用户提供友好的人机交互界面，实现便捷的系统控制、监测数据立体查询和在线分析。该子系统具备如下具体功能合特征： 基于B/S架构客户端软件开发，提供方便的巡检信息录入口及数据转换功能； 实时监测数据以及分析结果能够以图形化显示，并根据使用人员的不同提供多种显示方式。 提供丰富的图形化显示界面，人机交互界面友好，展示效果简明直观。 根据监测类型及数据分析内容，采用图形、表格、文字、3D图形等多种形式的数据信息展示方式，并提供关联项目图形的同步对比，真实反映出桥梁的工作状况。 在大桥管理人员所使用的三维模型监测界面中，能够进行漫游、测点位置显示、监测数值的动态显示、变形等结构响应与分析结果的显示等。 具备远程信息发布与共享，远程授权操控能力。 具有自动化报告、报表生成功能。 展示和操作界面风格友好、布局合理、操作便捷、查询手段多样、分类详细。 2 数据采集及传输 数据采集及传输总体 根据采集与传输子系统技术目标，结合工程实际需求，系统设计采用工业以太网总线组建健康监测系统采集传输网络，采集站之间采用FDDI光纤双环冗余传输网络，保证信号传输的可靠性，系统架构如下图所示。 图2. SEQ 图2. \* ARABIC 6健康监测系统数据与采集传输构架图 数据采集与传输模块对各类传感器的监测数据进行采集并将采集信号通过专用线缆（或光缆）传送至监控中心，是健康监测系统的关键部分，事关采集数据的准确性，和传输的可靠性，为后续的数据分析和安全评估提供数据支持，是系统建设成败的关键。 健康监测系统的数据采集与传输模块由分布在大桥的外场数据采集站和光纤以太网传输网络组成。外场数据采集站由多个数据采集模块组成，模块将采用先进的成熟产品，以确保系统的稳定性、耐久性和高精度。外场数据采集站与健康监测系统监控中心通过专用光纤以太网传输网络组建大桥健康监测