中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
中交路橋科技橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)收集與傳輸模塊、信息處理與管理模塊、智能結(jié)構(gòu)預(yù)警模塊以及用戶管理模塊等部分構(gòu)成。其中，數(shù)據(jù)采集傳輸模塊在整套體系中承擔(dān)著銜接上下游的關(guān)鍵職能，通過對硬件設(shè)施與數(shù)據(jù)采集傳輸軟件的雙重解析，為橋梁健康監(jiān)測體系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源支持與遠(yuǎn)程交互響應(yīng)能力。
數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)依托嵌入式采集設(shè)備完成，該類設(shè)備的核心功能是對傳感器輸出信號進(jìn)行調(diào)理優(yōu)化：先將原始信號調(diào)制為標(biāo)準(zhǔn)格式，經(jīng)濾波降噪處理后，通過模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，最終計算機(jī)可通過串口或以太網(wǎng)接口完成傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時采集。橋梁健康監(jiān)測的核心監(jiān)測維度涵蓋四大類—環(huán)境參數(shù)、外部作用荷載、結(jié)構(gòu)形態(tài)變化及結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備的選型需綜合考量橋梁結(jié)構(gòu)靜力特征、動力特性、環(huán)境適配性及傳感器響應(yīng)靈敏度等關(guān)鍵因素。
中交路橋科技數(shù)據(jù)采集與傳輸軟件分析
1、數(shù)據(jù)采集軟件
軟件系統(tǒng)采用C#語言結(jié)合WinForm框架進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計。該數(shù)據(jù)采集軟件通過以下兩種途徑與硬件系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)傳感器的自動檢測與控制：一是利用SerialPort控件基于串口通信協(xié)議與硬件交互；二是借助SocketAPI通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議完成數(shù)據(jù)傳輸。
2、采集數(shù)據(jù)預(yù)處理
針對連續(xù)異常數(shù)據(jù)，軟件通常難以自動識別；對于離散的單點(diǎn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用均值剔除算法進(jìn)行處理。該方法通過計算當(dāng)前連續(xù)時間序列內(nèi)100個監(jiān)測值的滑動平均閾值K，實(shí)現(xiàn)對異常值的篩選與剔除。
3、數(shù)據(jù)傳輸軟件
數(shù)據(jù)傳輸軟件具備自動存儲、離線備份、自動傳輸及遠(yuǎn)程召測等功能。該軟件與數(shù)據(jù)服務(wù)器之間的通信基于MQTT協(xié)議開發(fā)。MQTT作為一種面向物聯(lián)網(wǎng)的輕量級網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議，依托TCP/IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效采集與傳輸。
在硬件系統(tǒng)設(shè)計方面，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測點(diǎn)空間分布規(guī)律，中交路橋科技提出融合集中式與分布式優(yōu)勢的一中心多站點(diǎn)采集架構(gòu)，既保障了數(shù)據(jù)采集的集中管理，又提升了測點(diǎn)覆蓋的靈活性與擴(kuò)展性。所采用的平均值剔除預(yù)處理算法，以簡潔高效的方式實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)異常數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)過濾，顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力與穩(wěn)定性。該數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)已在多個實(shí)際工程項(xiàng)目中經(jīng)過長期穩(wěn)定運(yùn)行驗(yàn)證，其運(yùn)行表現(xiàn)充分證明，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集精度、傳輸穩(wěn)定性及環(huán)境適應(yīng)性等方面均能滿足橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)要求，為橋梁結(jié)構(gòu)的安全評估與運(yùn)維決策提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。
中交路橋科技依托勘察、檢測（含特檢）、設(shè)計等傳統(tǒng)行業(yè)能力，可提供“檢、診、修、應(yīng)”的全生命周期綜合一體化服務(wù)，推動城市安全風(fēng)險管理技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新，提升城市安全運(yùn)行風(fēng)險隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平，為推動城市安全發(fā)展提供堅實(shí)保障。在邁向智慧城市的新時代征程中，中交路橋科技有限公司將始終堅守安全底線，不斷完善和優(yōu)化城市安全運(yùn)行綜合服務(wù)平臺，為城市的平穩(wěn)運(yùn)行貢獻(xiàn)科技力量。
