摘要：随着我国经济的飞速发展，桥梁的数量和规模也在不断增加，但是部分桥梁在超期超荷载服役，我国交通量和重型车辆的增加，以及长期遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融、地震等自然因素的影响下，有些建筑材料的性质衰变，以及施工和设计中留下的一些缺陷加上桥梁后期维护工作的懈怠，造成近年来我国不断发生垮桥、损桥事故，导致很多人员伤亡和财产损失。对此有必要加强桥梁监测，以此保证桥梁运营质量，文章在此基础上就基于物联网技术的桥梁监测系统进行了简要的分析和研究，以供参考。
关键词：物联网技术；桥梁监测系统
1桥梁监测研究现状
国外在桥梁监测领域的研究起步较早，从20世纪80年代中后期起陆续建立了各种不同规模的现代化桥梁监测系统。20世纪80年代后，国外己有为数不少的大型桥梁建立了较为完备的健康监测系统。其中美国、泰国和英国具有代表性的三个国家中，对于桥梁监测研究起步比较早。我国在桥梁健康监测领域的研究起步较晚，从上世纪90年代起，陆续在一些大型的控制性桥梁上建立了规模不同的健康监测系统。我国最早是利用施工监控和成桥试验的传感器在上海徐浦大桥、江阴长江大桥上建立了监测系统，之后在润扬长江大桥、东海大桥、苏通大桥等也设计并建立了桥梁健康监测系统。1997年4月竣工的香港青马大桥建立了规模较大的桥梁健康监测系统，其硬件设施十分完善，其使用的相关传感器系统增设了具备RTK适时动态功能的GPS监测设备。近年来，国内多所高等院校和科研院所相继投入到大型桥梁健康监测系统的研究行列，发展了相关理论并取得了一定的应用成果。未来大型桥梁健康监测系统的发展方向将主要集中在传感器的优化布设，自动监测的智能控制、实时监测信息的网络共享、损伤识别的自动诊断、桥梁承载能力和结构可靠度分析、桥梁剩余寿命估计等研究方面。
2物联网基本概念
物联网是“信息化时代”的重要里程碑，也是新一代信息技术的组成部分。顾名思义，物联网就是连接物体与物体的互联网，其英文为IOT，即InternetofThings。这里包含两层概念：第一，互联网仍然作为物联网的核心和基础存在，是延伸和拓展的互联网网络。第二，任何物体之间都可以由用户端通过信息交换和网络通信来延伸和拓展，也就是物物相连、物物相息。继世界两大信息产业一计算机和互联网之后，物联网被称为潜力无限的第三波信息产业浪潮，其原因主要是物联网依托智能感知、识别技术的通信感知技术，可以完美融入现行网络交互中。从未来发展来看，物联网的发展应以应用创新和用户体验为核心和灵魂。我国物联网校企联盟对物联网的定义更为广泛，可以看做是现如今任何技术和计算机、互联网技术的有机联结，实现物体与物体之间，物体与环境之间的状态信息实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。所以从这个角度来看，所有应用了信息技术的网络，都可以被归纳为物联网。
3基于物联网技术的桥梁监测系统
桥梁监测是一种在线、主动、实时的监测与控制，通过传感器在桥梁结构的同一位置不同时间的测量结果的变化来判别结构的状态。整个监测周期是一个跨学科的综合性技术，它包括桥梁结构、力学、信号分析、传感器技术、数据传输技术、计算机技术、通讯技术、数学等多方面的知识。目前的监测技术是利用一些设置在桥梁关键部位的传感器、倾角仪、静力水准仪的监测设备仪器，实时、在线的测量桥梁在使用过程中一系列变化反应产生的数据，并将这些实时庞大的数据通过有线或者无线通信方式传递给信息控制中心。如何快速及时的运用好这些实时的庞大的监测数据，发挥其作用，成为各方桥梁监测平台的研究重点。
3.1系统总体架构设计
基于平台化的设计思路和产品的研发扩展性考虑，整个后台的数据服务系统采用分布式架构体系，对平台功能的扩展以及成熟的商业应用有很好的伸缩性，同时在前期平台运营和开发设计过程中能够很好的节省成本和服务器资源。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前端部署负载均衡服务器，能够实时调度服务器资源，有效合理分配对外数据服务，打造稳定可靠的数据链路。分布式应用服务器能够同时部署数据应用，加入本地的缓存数据，加快数据的读写能力，解决实时并发访问的瓶颈问题。分布式缓存服务器能够有效解决和提高系统的数据查询能力，进一步加快数据处理的效率，提升并发性能。在平台的存储系统，采用主从架构方案，读写分离、主从备份、支持热备、高效率的完成数据持久化过程，同时保障数据存储的可靠性和稳定性，对平台的运行和维护有很好的保障。
3.2各层模块实现
3.2.1数据采集
对数据采集，可分解为以下子模块：①数据采集节点子模块；②中继传输节点子模块；③汇聚传输节点子模块。在数据的采集节点，其工作流程为：①系统上电，芯片开始系统和硬件的初始化；②申请添加到网络，以扫描的结果为依据确定适宜的网络地址、信道及网络号；③对网络实施监听，同时启动定时器，若接收入网请求，则开始向节点分配相应的网络号，同时对请求回复，如果没有接收到，则继续保持监听；④在定时器达到预设的时间后，开始预处理，完成后上传。
3.2.2数据显示
主要功能是显示实时数据和查询历史数据。实时数据显示参数的实时测量值和测量时间，能够通过实时数据更新查看数采仪与前端设备通信情况。数采仪中所有的存储的历史数据可以手动查看，能够选择查看的数据类型。
3.2.3数据处理及上传
由于前端设备只能提供实时数据，而物联网平台还需要分钟数据等的统计数据，所以要根据实时数据计算出分钟数据、小时数据及日数据，在数据处理过程中，如果出现数据缺失，必须根据国家相关标准中的对缺失数据的处理方法进行处理。数采仪中的数据最后要上传给物联网平台，协议格式采用国家规定的协议（GBHJ-212）上传。
3.2.4业务层
这一部分主要是以采用传感器接收到的信息为依据，对桥梁所处安全状况做综合判决，然后进行预警，再由现场的工作人员开展维护与管理工作。其主要功能有：为数据的获取提供所有接口，在传感器网络当中的不同采集单元中进行数据采集，并通过控制命令的下发，使传感器单元实际工作方式与有关参数改变；结合桥梁健康状况监控基本要求实时提供所有类型的数据，如历史数据和原始数据等，并以监控结果为依据，对参数列表进行适当调整；将Web与APP接口充分结合到一起，使远程监控成为可能。系统将安全预警分成四个等级，即红、橙、黄、绿。其中，红与绿是两个极端，红说明桥梁已经处在十分严重的危险情况中，必须对其进行检修与维护，而绿说明桥梁实际健康状况良好，所有部件均正常工作；橙说明桥梁存在安全隐患，需开展常规检查；黄说明桥梁中某个部件存在问题，需及时开展检修。
3.3监测点的管理
对监测点进行管理实际上就是控制和管理桥梁之间或不同检测区域之间的接入情况，组要具有以下功能：完成传感器设备、检测因素和网络拓扑结构等的配置。当传感器失灵时，能在后台重新配置；当检测因素变化时，能在后台重新配置；当检测需求变化时，通过部署位置调整，达到拓扑管理目标，从而提高检测效果。
4结束语
综上所述，随着社会的发展和时代的进步，使得当前桥梁结构和形势越来越复杂，数量和规模也不断增加，从目前的情况来看，我国桥梁工程建设施工整体上朝着超大化的方向迈进，从而使得监测技术的必要性越来越高。充分借助物联网特点优势，在结合桥梁需求的基础上，设计出新型监测系统。通过实际应用可知，它能对桥梁进行全天候监控，使传感器数据实现可视化，并能对监测结果进行自主分析，为桥梁维修和管理决策提供数据支持。
参考文献
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[3]赵嘉. Web服务在物联网监测系统中的应用[D].北京邮电大学,2013.
论文作者:刘建章,张颂,刘虓,李硕,许敬争
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/16
标签：桥梁论文; 数据论文; 实时论文; 监测系统论文; 传感器论文; 技术论文; 网络论文; 《工程管理前沿》2019年第08期论文;