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時間:2023-10-11 10:15:55
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前言
土木工程的重要結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生事故,對建筑工程以及人民群眾的生命財產(chǎn)安全將造成不可估量的損失,所以越來越多的人將目光投向了土木工程建設的安全性研究。對土木工程結(jié)構(gòu)健康進行有效的監(jiān)測,可以提高土木工程建設的質(zhì)量和安全性,避免和減少由于土木工程安全事故給人民群眾的生命財產(chǎn)造成的巨大損失。
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的必要性
重大的土木工程結(jié)構(gòu),如橋梁、房屋等,與人民群眾的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān),一旦發(fā)生安全事故,將會帶來巨大的人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)的損失。但是近些年來,我國土木工程的事故發(fā)生頻率不斷升高,對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成極大的威脅。對土木工程結(jié)構(gòu)造成損害的原因有很多,比如洪水、地震等自然災害,或者爆炸等人為性的破壞,都會對土木工程的結(jié)構(gòu)造成不同程度的損害,這些損害所帶來的危害使人們對土木工程的結(jié)構(gòu)安全問題越來越重視,怎樣對土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀況進行有效的監(jiān)測,成為目前迫在眉睫的工作之一。
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)綜述
1.概念綜述
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)是指通過現(xiàn)場無損傳感技術(shù),對工程的結(jié)構(gòu)響應等相關(guān)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特性進行有效的分析,從而檢測出土木工程結(jié)構(gòu)上的損傷或者退化程度。
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測需要對工程結(jié)構(gòu)進行損傷識別和安全性能的評估,土木工程的結(jié)構(gòu)損傷通常分為兩種,一種是突然性的損傷,另外一種是積累性的損傷。突然性的損傷是指地震、臺風、洪水等突發(fā)的自然災害,或者爆炸等突發(fā)性人為因素對土木工程造成的結(jié)構(gòu)損傷,而經(jīng)過長時間的使用過程中積累下來的對結(jié)構(gòu)的損傷,則是土木工程的積累性損傷。通過對損傷的識別,可以清楚土木工程結(jié)構(gòu)是否有損傷發(fā)生的情況,確定損傷的類型、部位以及損傷的程度,并對工程結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命做出評估。安全性評估則是在健康監(jiān)測與損傷識別的基礎上,通過不同的技術(shù)手段對土木工程結(jié)構(gòu)當前的安全性能和等級做出相應的判斷。
2.健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測采用的是實時的監(jiān)測技術(shù),對工程結(jié)構(gòu)進行在線監(jiān)測,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分可以分為傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理以及傳輸?shù)淖酉到y(tǒng)、損傷識別和安全評估子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)的主要作用是將工程結(jié)構(gòu)需要測量的物理量轉(zhuǎn)換成電信號進行輸出,數(shù)據(jù)采集和處理以及傳輸?shù)淖酉到y(tǒng)由軟件和硬件組成,通常安裝在待測的工程結(jié)構(gòu)之中,對傳感器轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)進行采集和處理,并且輸送到結(jié)構(gòu)監(jiān)測的中心。由損傷識別系統(tǒng)對采集回來的數(shù)據(jù)進行分析和整理,對土木工程的安全性能進行評估,對存在安全問題的工程結(jié)構(gòu)進行安全預警,然后將分析得來的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)管理的子系統(tǒng)中,對整個土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)進行管理。
健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究狀況
1.傳感器系統(tǒng)
傳感器系統(tǒng)有用于局部監(jiān)測的傳感器系統(tǒng),也有用于整體監(jiān)測的傳感器系統(tǒng),局部監(jiān)測的傳感器系統(tǒng)是對土木工程的重要部位和結(jié)構(gòu)進行感知,而整體監(jiān)測的傳感器則是通過相應技術(shù)對土木工程的宏觀進行感應。用于局部監(jiān)測的傳感器主要有光纖光柵傳感器、壓電材料傳感器及以形狀記憶合金為材料的傳感器,用于整體監(jiān)測的傳感器主要有GPS接收機、全站儀、激光準直儀,也采用機器人測量的技術(shù)。
2.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)信息的采集和處理對土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)具有重要作用,能夠?qū)鞲衅鬓D(zhuǎn)化的信息進行有效的采集和整理,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有硬件和軟件兩個部分,可以通過一些信息技術(shù)將數(shù)字信號進行采集和整理,通常用到的計算機技術(shù)有C語言、Delphi等,可以通過編程對采集到的文字、圖片等數(shù)據(jù)信息進行多樣化的處理。
3.損傷識別和安全評估系統(tǒng)
土木工程機構(gòu)的損傷識別是實時在線的識別和監(jiān)測,通常使用動力指紋分析方法、模型修正和系統(tǒng)識別方法、神經(jīng)網(wǎng)絡方法、遺傳算法等技術(shù)方法對工程結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測。對土木工程結(jié)構(gòu)安全的評估一般采取可靠度理論、層次分析法、模糊理論和專家系統(tǒng)等方法對其進行評估,可以對土木工程結(jié)構(gòu)進行全面、系統(tǒng)、科學的評估判斷。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的應用
土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在國內(nèi)和國際上都有較廣泛的應用,特別是大跨橋梁和高層復雜建筑的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測之中,國外應用較成功的范例是日本的明石海峽大橋以及德國的萊特火車站的大樓,都應用了土木工程的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),對其結(jié)構(gòu)進行損傷識別和安全評估。國內(nèi)對土木工程健康監(jiān)測的應用由于成本較高和技術(shù)復雜,主要應用在大型橋梁的監(jiān)測中,如虎口大橋等。
在今后土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展過程中要特別注意對結(jié)構(gòu)損傷程度的量化問題,采用有效的方法和損傷量化指標,加強對非線性數(shù)據(jù)的處理效果,采用無線監(jiān)測系統(tǒng),提高信息采集的效果。
摘 要:當今醫(yī)學發(fā)展的趨勢特征是生命與健康規(guī)律的認識趨向整體,疾病的控制策略趨向系統(tǒng),正走向“4P”醫(yī)學醫(yī)學模式。“4P”醫(yī)學模式即預防性(Preventive)、預測性(Predictive)、個體化(Personalized)和參與性(Participatory)。“4P”醫(yī)學模式更加強調(diào)人的主動性,強調(diào)日常生活行為對疾病發(fā)生發(fā)展的重要性,從而強化對個體生活行為的干預,以達到預防疾病、控制發(fā)展的目標。
關(guān)鍵詞:“4P”醫(yī)學;物聯(lián)網(wǎng);智慧醫(yī)療方案;辰漢電子;嵌入式技術(shù);無線通信技術(shù)
從治療走向預防,是現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的一大趨勢。在壓力越來越大的現(xiàn)代社會中,人們往往顧此失彼,健康狀況普遍不佳。而更為致命的是,人們?nèi)狈Ρ匾募夹g(shù)手段,獲知自己身體狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)。多數(shù)人在無知無覺或后知后覺中被疾病捕獲。從現(xiàn)有的預防手段上看,人們預防疾病的措施還局限在完善飲食、規(guī)律生活和適當娛樂等基本手段,更高層次的實時監(jiān)測血壓、心跳等都不是他們自己能做到的。
無線健康物聯(lián)網(wǎng),是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域,借助數(shù)字化、可視化模式,進行生命體征采集與健康監(jiān)測,將有限的醫(yī)療資源讓更多人共享,也就是智慧醫(yī)療。
各種無線傳感儀可以把測量數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡傳送到專用的監(jiān)護儀器或者各種通信終端上,如PC、手機、PDA等,醫(yī)生可以隨時了解被監(jiān)護病人或者跟蹤研究人群的病情和生理狀況,進行及時處理統(tǒng)計,還可以應用無線傳感網(wǎng)絡長時間地收集人的生理數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在研制新藥品的過程中是非常有用的。
智慧醫(yī)療方案能讓搶救變得更有效率。特別是對于心臟病患者,治療時間是非常關(guān)鍵的。已經(jīng)有一些心臟病患者隨身攜帶了專門的無線終端設備,這些設備可以不間斷地通過無線健康物聯(lián)網(wǎng)將心電圖數(shù)據(jù)和其他體征數(shù)據(jù)實時發(fā)送到醫(yī)療監(jiān)測中心。監(jiān)測中心24小時監(jiān)控和分析這些數(shù)據(jù),在發(fā)現(xiàn)異常時立即聯(lián)絡病人或其家屬,讓病人得到最及時的救治。
智慧醫(yī)療方案的作用還不止這些。對于那些經(jīng)常忘記吃藥的健忘癥患者或者老人,會發(fā)現(xiàn)這套方案還是一個很好的幫手,可以為患者及時發(fā)送用藥提醒信息,并方便地提供藥物數(shù)據(jù)庫的資料。這樣患者就可以不再錯過服藥的時間,并且不用再忍受反復查詢服藥計量的麻煩。類似的解決方案還包括血糖監(jiān)測手機,測量體脂肪的“減肥手機”,測量膚下水分并具備按摩功能的“皮膚管理手機”,以及能夠看到胎兒發(fā)育狀況的“產(chǎn)婦手機”等。
智慧醫(yī)療方案功能如此強大,所涉及的技術(shù)眾多,其中最關(guān)鍵的是智能核心平臺,它起到一個承上啟下樞紐的作用。構(gòu)建一個成熟實用的智慧醫(yī)療解決方案離不開醫(yī)療設備生產(chǎn)環(huán)節(jié)、智能核心平臺研發(fā)環(huán)節(jié)、網(wǎng)絡建立提供環(huán)節(jié)(中國電信、中國聯(lián)通、中國移動等)的通力合作。其中,醫(yī)療設備生產(chǎn)環(huán)節(jié)對行業(yè)設備功能、用戶需求足夠了解,但對核心平臺的研發(fā)和了解是薄弱的。智慧醫(yī)療的智能核心平臺具有較高的技術(shù)壁壘,需要高端的嵌入式知識結(jié)構(gòu),豐富的項目經(jīng)驗。上海辰漢電子利用本身強大的研發(fā)實力和深厚的應用領(lǐng)域的經(jīng)驗,用高端ARM嵌入式技術(shù)通過3G、藍牙、ZigBee、WiFi、UWB和專用無線解決方案的微控制器等研發(fā)出移動醫(yī)療終端的智能核心平臺技術(shù),可用于如移動多參數(shù)監(jiān)護儀、血壓無線傳感儀、脈搏無線傳感儀、OCT血氧無線傳感儀、OCT血流無線傳感儀以及血糖儀無線集成模擬組件等,進而設計出一套新型、智能化的無線網(wǎng)絡+移動醫(yī)療終端的方案,即智慧醫(yī)療方案。
該方案可以用在醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)、公共場合和居家環(huán)境,也可以用于生命體征的采集、服藥狀況的監(jiān)控等。
該方案幫助患者以及殘障人士的家庭生活,跟蹤健康監(jiān)測人群生理指標狀況。利用無線通信將各傳感設備聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息,從而方便接受護理,而且還可以減輕護理人員的負擔。
國內(nèi)某知名醫(yī)療設備供應商合作利用辰漢電子的這套方案推出了移動健康監(jiān)護系統(tǒng),這套系統(tǒng)可以利用終端設備隨時隨地地測量心電、呼吸、血壓、體溫、心率、脈搏、血氧等生命體征,實現(xiàn)對身體隱患的早發(fā)現(xiàn)和早治療。
此外,該智慧醫(yī)療方案還可以運用到抗震救災等社會事業(yè)之中。
以某地救災為例,在地震發(fā)生后,某總醫(yī)院的網(wǎng)絡技術(shù)人員為當?shù)蒯t(yī)院安裝了一套智慧醫(yī)療方案的3G遠程影像會診工作站,實現(xiàn)了該醫(yī)院與總醫(yī)院的無縫鏈接。總醫(yī)院骨科、神經(jīng)外科、心胸外科、影像科等多個科室的專家通過這套系統(tǒng)為災區(qū)受難群眾提供了醫(yī)療救助服務,為最大限度地減輕地震災害發(fā)揮了作用。
現(xiàn)在越來越多的智慧醫(yī)療方案被應用在人們的生活之中,醫(yī)療人員能夠利用移動醫(yī)療終端完成以病人為中心的各種醫(yī)療項目,如無線指示病人用藥,對家居病人的健康狀況進行遠程監(jiān)控等。能提供準確的健康監(jiān)測和分析,而相應的醫(yī)療成本并不會顯著增加,因為得益于嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)的魅力—— 邊際成本遞減的規(guī)律,智慧醫(yī)療方案可以在大范圍內(nèi)進行普及。
關(guān)鍵詞:橋梁健康監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng);必要性;效益
中圖分類號:TP707文獻標識碼:Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.038
0前言
由于氣候、環(huán)境等自然因素的作用和日益增加的交通流量及重車、超重車過橋數(shù)量的不斷增加,橋梁結(jié)構(gòu)隨著橋齡的不斷增長,結(jié)構(gòu)的安全性和使用性能必然發(fā)生退化。自1940年美國Tacoma懸索橋發(fā)生風毀事故以后,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要性就引起人們的注意。
橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)就是通過對橋梁結(jié)構(gòu)進行無損檢測,實時監(jiān)控結(jié)構(gòu)的整體行為,對結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度進行診斷,對橋梁的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進行智能評估,為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況嚴重異常時觸發(fā)預警信號,為橋梁的維修、養(yǎng)護與管理決策提供依據(jù)和指導。安裝結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是提高橋梁的養(yǎng)護管理水平,保證橋梁安全運營的高效技術(shù)手段。
1橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的項目背景
隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,公路交通在國民濟中的作用和地位日益提高,愈來愈顯著地為人們所重視。橋梁是確保公路暢通的咽喉,其承載能力和通行能力是溝通全線的關(guān)鍵,直接影響著公路交通的經(jīng)濟效益和社會效益。到2009年底,天津市共建橋梁3000多座,其中大橋和特大橋以上橋梁302座,三、四類橋梁仍占一定比例,這些橋梁大多數(shù)是20世紀70-80年代建造,橋齡一般在30年左右。在使用過程中,由于車輛荷載的增大,特別是近二十年來,交通量不斷增加,橋梁的負荷日趨加重,以及外界各種因素作用和影響,使這些橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害,出現(xiàn)缺陷,嚴重影響其正常使用。為了保證公路交通的暢通,適應快速增長的交通量和載重量的要求,需要對這些橋梁進行養(yǎng)護、維修、加固和改造。在進行這些工作之前,科學、準確地掌握橋梁的技術(shù)狀況至關(guān)重要,只有正確了解橋梁的現(xiàn)有情況,就能選擇經(jīng)濟、合理的維修加固方案。在橋梁管理方面,目前我國大多數(shù)各級公路管理部門由于人員、資金等原因,比較注重新橋梁的建設。在舊橋的管理、養(yǎng)護方面存在許多問題,一方面管理模式和管理手段陳舊,橋梁資料的收集、分析和管理采用傳統(tǒng)的人工方法,使得有關(guān)部門對橋梁整體情況了解不足,部分橋梁的技術(shù)檔案丟失,為養(yǎng)護管理帶來許多不便;對橋梁技術(shù)狀況的掌握停留在定性了解憑工程師經(jīng)驗的基礎上,在確定橋梁養(yǎng)護、維修方案時,往往根據(jù)過去的經(jīng)驗作決策;另一方面,養(yǎng)護資金短缺、人員素質(zhì)偏低,橋梁的日常養(yǎng)護得不到保證,有些地方的橋梁甚至處于失修狀態(tài),部分地方的二、三類橋梁得不到及時養(yǎng)護、維修,使得橋梁的病害、缺陷急劇惡化,降低了橋梁的承載能力,影響了橋梁的正常使用。橋梁與其它建筑物一樣,其“壽命周期”也經(jīng)歷建造、使用和老化三個階段。公路橋梁造價昂貴,在公路交通運輸中發(fā)揮著重要的作用,為了使橋梁安全、暢通、高水平地發(fā)揮其作用,必須大力改變傳統(tǒng)的管理模式,運用現(xiàn)代化的信息處理技術(shù)和管理手段,建立科學、規(guī)范、完善的橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、處理和決策體系,為橋梁保持良好的技術(shù)狀態(tài)和通行能力提供有力的保障。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)就是應用系統(tǒng)論思想和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過分析橋梁外表出現(xiàn)的各種病害、缺陷等現(xiàn)象,找出它們與橋梁內(nèi)在因素之間的必然聯(lián)系,從而對橋梁的技術(shù)狀況做出準確判斷和預測,為其養(yǎng)護、維修方案的決策提供依據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用,使原來繁雜、無序、甚至難以完成的工作,現(xiàn)在變得容易實現(xiàn),使原來要用很長時間才能完成的工作,現(xiàn)在可在瞬間完成,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可實現(xiàn)對橋梁的遠程實時管理和決策。因此對橋梁信息管理系統(tǒng)的研究,可更新橋梁管理觀念,使橋梁管理科學化、規(guī)范化,最大限度發(fā)揮有限的資金、勞力、機械設備、材料和能源的作用,做好橋梁的養(yǎng)護、維修工作,使現(xiàn)有橋梁始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)和服務水平,保證公路交通運輸暢通無阻。
2橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)國內(nèi)外的發(fā)展水平
美國最早開始橋梁監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的研究,1968年美國聯(lián)邦公路局研制出世界上第一個橋梁信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)被稱為“國家橋梁檔案數(shù)據(jù)庫”。經(jīng)過三十多年的充實和完善,它具備記錄、存儲、更新和統(tǒng)計所有橋梁各項數(shù)據(jù)的橋梁數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),可對公路橋梁做出評定,對候選維修、改造項目進行優(yōu)先排序和決策。
從上世紀八十年代,世界各國開始研究開發(fā)綜合性橋梁管理系統(tǒng),1985年,在聯(lián)邦公路局的橋梁管理系統(tǒng)的基礎上,美國幾十個州先后開發(fā)了各自的橋梁管理系統(tǒng),然后美國各州公路與運輸工作者協(xié)會開發(fā)了一個大型網(wǎng)級橋梁管理系統(tǒng),這些系統(tǒng)同時擁有數(shù)據(jù)庫管理、技術(shù)狀況評定、需求預測、以及采用壽命周期費用分析法進行項目方案優(yōu)先排序等功能。遂后其它國家也相繼開發(fā)了自己的、具有上述多功能的綜合性橋梁管理系統(tǒng),像日本道路公路橋梁管理系統(tǒng),丹麥公路橋梁管理系統(tǒng),加拿大安大略省橋梁管理系統(tǒng)等。我國的交通部公路科研所、長安大學、天津大學等單位已經(jīng)開始了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究工作,并開發(fā)了各自的公路橋梁管理系統(tǒng),以交通部公路科研所的“橋梁管理系統(tǒng)”和長安大學的“公路橋梁管理系統(tǒng)”具有代表性,其研究成果處于國內(nèi)先進水平。
3橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)實施的必要性
關(guān)鍵詞:分布式光纖傳感技術(shù);智能大壩;安全監(jiān)測
引言
大型水電站壩址地質(zhì)條件復雜,多處于高震區(qū)和高地應力區(qū),一旦失事,將會給下游人民的生命和財產(chǎn)帶來重大損失,因此,對大壩進行安全監(jiān)測非常必要。為了保障大壩建設以及全生命周期運行過程中的長久安全,100多年以來,人們一直在探索建設更好大壩的相關(guān)理念和技術(shù),大壩的施工與運行管理模式經(jīng)歷了簡易工具時代,大型機械化時代,直到今天的自動化、數(shù)字化、智能化時代。所謂智能大壩(Idam),是基于物聯(lián)網(wǎng)、自動測控和云計算技術(shù),實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)全生命周期的信息實時、在線、個性化管理與分析,并實施對大壩性能進行控制的綜合系統(tǒng);其基本特征是施工、監(jiān)測數(shù)據(jù)智能采集進入數(shù)據(jù)庫,監(jiān)測數(shù)據(jù)與仿真分析一體化、施工管理和運行控制實時智能化,減少在大壩結(jié)構(gòu)建設運行過程中的人為干預。
智能大壩的基本構(gòu)成包含實時傳感感知、實時驅(qū)動分析、預警預報控制三個關(guān)鍵要素,而其中智能大壩傳感感知系統(tǒng)的構(gòu)建是智能大壩的基本要素,只有在其基礎上才能進行大壩的實時驅(qū)動分析和預警預報控。智能大壩實時傳感感知的實現(xiàn)必定離不開智能化的監(jiān)測手段,分布式光纖傳感技術(shù)以連續(xù)立體式監(jiān)測、定位精確、測量精度高、實時性和抗干擾性高等多重優(yōu)點,近年來已成為水利工程安全監(jiān)測的研究熱點。文章將從分布式光纖傳感技術(shù)的基本原理出發(fā),分別對分布式光纖傳感技術(shù)在大壩裂縫預測和監(jiān)測,以及混凝土結(jié)構(gòu)溫度場監(jiān)測中的應用現(xiàn)狀進行分析,并嘗試對智能大壩分布式光纖智能傳感系統(tǒng)的構(gòu)建進行分析,為水利工程相關(guān)技術(shù)人員掌握分布式光纖傳感技術(shù)在智能大壩安全監(jiān)測中的應用提供參考。
1 分布式光纖傳感技術(shù)原理
分布式光纖傳感技術(shù)(Distributed optical fiber sensing technology)是利用光波在光纖中傳輸?shù)奶匦裕裳毓饫w長度方向連續(xù)的傳感被測量(如溫度、壓力、應力和應變等);傳輸過程中,光纖既是傳感介質(zhì),又是被測量的傳輸介質(zhì),可以在整個光纖長度上對沿光纖分布的環(huán)境參數(shù)進行連續(xù)測量,同時獲得被測量的空間分布狀態(tài)和隨時間變化的信息。分布式光纖傳感器(Distributed fiber sensor)不僅具有無輻射干擾、抗電磁干擾性好、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點,而且可以在沿光纖的路徑上同時得到被測量場在時間和空間上的連續(xù)分布信息。由于分布式光纖傳感器具有其它傳感技術(shù)無法比擬的優(yōu)點,因此,成為光纖傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點之一。激光脈沖在光纖中傳輸時,由于光纖中含有各種雜質(zhì),導致激光和光纖分子出現(xiàn)相互作用,從而產(chǎn)生瑞利、拉曼和布里淵這三種散射光,依據(jù)所監(jiān)測信號的不同,目前對分布式光纖傳感技術(shù)的研究主要集中在基于瑞利(Rayleigh)散射的分布式光纖傳感技術(shù)、基于拉曼(Raman)散射的分布式光纖傳感技術(shù)、基于布里淵(Brillouin)散射的分布式光纖傳感技術(shù)三個方面。
2 分布式光纖傳感技術(shù)在智能大壩安全監(jiān)測中的應用
大壩在建設與運行期間一般需要進行應力、變形、位移、溫度、加速度、滲流、開合度等方面的監(jiān)測,反饋各種物理量變化規(guī)律,從而對大壩的施工、運行期的全過程、全生命周期控制、保證大壩長期安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)的監(jiān)測儀器一般使用電類傳感器,此類傳感器對工作的環(huán)境要求嚴,抗干擾能力差,安裝復雜干擾施工,尤其是傳統(tǒng)的監(jiān)測一般都是分散的點數(shù)據(jù),而且也很少能做到實時監(jiān)控,所以往往會漏測了很多重要的數(shù)據(jù)信息。鑒于此,人們不斷尋求新技術(shù)來解決這些問題,分布式光纖傳感技術(shù)恰恰解決了這一問題。
2.1 分布式光纖傳感技術(shù)在智能大壩裂縫預測和監(jiān)測中的應用
大壩混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應變監(jiān)測和裂縫監(jiān)測是評價大壩健康狀況的主要指標,由于各種因素的影響,導致壩體裂縫產(chǎn)生的具置難以判斷。傳統(tǒng)的點式電測儀器很可能漏檢,而分布式光纖裂縫傳感器能捕捉隨機裂縫,分布式光纖應變監(jiān)測系統(tǒng)能感知大壩各部位應力應變,將這兩種系統(tǒng)聯(lián)合使用,則能達到在裂縫產(chǎn)生前預報裂縫、在裂縫產(chǎn)生后監(jiān)測裂縫的雙重效果。施工前分析混凝土壩壩體結(jié)構(gòu)以及在不利工況下運行的應力應變,根據(jù)分析結(jié)果對光纖網(wǎng)絡進行立體優(yōu)化布設,建立大壩裂縫智能監(jiān)測感知系統(tǒng),實現(xiàn)對大壩的實時、在線、立體監(jiān)測。采用光纖傳感技術(shù)可以對壩體內(nèi)部的拉應力進行適時監(jiān)測,掌握大壩的應力狀況,指導壩體荷載分布,盡量避免不利工況,使得拉應力低于混凝土的抗拉強度,防止裂縫的產(chǎn)生。
2.2 基于拉曼散射的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)在大壩混凝土結(jié)構(gòu)溫度場監(jiān)測中的應用
在對基于瑞利散射、布里淵散射、拉曼散射的三類分布式光纖傳感技術(shù)進行比選論證后發(fā)現(xiàn),拉曼散射光對溫度最為敏感,基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術(shù)適用于溫度單一參數(shù)監(jiān)測,它具有良好的現(xiàn)場適應性、溫度自補償、遠程分布式測量等優(yōu)點,能對光纖測量的溫度場進行分布式的連續(xù)監(jiān)測,是實現(xiàn)實時測量空間分布溫度的一種新技術(shù)。目前,基于拉曼散射的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)相當成熟,并實現(xiàn)了產(chǎn)品化,先后成功運用到了三峽、百色、小灣、溪洛渡等工程的大壩混凝土結(jié)構(gòu)溫度場的監(jiān)測中。國內(nèi)外相關(guān)的研究和實踐表明,基于拉曼散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)能快捷、準確地監(jiān)測大壩混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場的變化,為有效地評價大壩安全提供了可靠的科學依據(jù)。圖1為采用分布式光纖(DTS)測溫系統(tǒng)對混凝土真實溫度場進行監(jiān)測的流程。
3 智能大壩分布式光纖智能傳感系統(tǒng)的構(gòu)建
智能傳感器系統(tǒng)的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動作,結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實際經(jīng)驗而提出來的。智能大壩傳感感知系統(tǒng)的構(gòu)建需要解決智能傳感監(jiān)測模型、智能監(jiān)測類型、大壩內(nèi)部智能傳感器布置設計原理,大壩人工智能集成技術(shù)等一系列的復雜問題;同時,在大壩現(xiàn)場還包括智能傳感器系統(tǒng)的故障通信技術(shù)、診斷與程序技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。智能傳感器的優(yōu)勢,是能從過程中收集大量的信息以減少宕機時間及提高質(zhì)量。智能傳感器系統(tǒng)是一門現(xiàn)代綜合技術(shù),是當今世界正在迅速發(fā)展的高新技術(shù),可以用來對大壩應力、變形、位移、溫度、加速度、滲流、開合度等監(jiān)測量進行智能傳感監(jiān)測,實時反饋各個物理量的變化規(guī)律,從而對大壩的施工、運行期的全過程、全生命周期控制、保證大壩長期安全穩(wěn)定。
文章在融合分布式光纖應力應變監(jiān)測系統(tǒng)和分布式光纖裂縫監(jiān)測系統(tǒng)的基礎上,結(jié)合分布式光纖傳感技術(shù)在壩體溫度、滲漏和位移監(jiān)測中的應用,建立分布式光纖大壩健康監(jiān)測智能傳感系統(tǒng),在大壩施工期及運行期對壩體各部位進行實時監(jiān)測,避免大壩的施工、運行期的全過程中不利工況的出現(xiàn)。分布式光纖大壩健康監(jiān)測智能傳感系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。
4 結(jié)束語
文章在總結(jié)分析分布式光纖傳感技術(shù)在智能大壩裂縫預測和監(jiān)測,以及混凝土結(jié)構(gòu)溫度場監(jiān)測中應用的基礎上,提出了智能大壩健康監(jiān)測智能傳感系統(tǒng)的構(gòu)建思路,從而對大壩應力、變形、位移、溫度、滲流等監(jiān)測量進行智能傳感監(jiān)測,實時反饋各個物理量的變化規(guī)律,對大壩的施工、運行期的全過程、全生命周期控制,保證大壩長期安全穩(wěn)定。
參考文獻
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2017年3月30日,全國安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管工作會在安徽省合肥市召開,會議期間,與會代表們來到清華大學合肥公共安全研究院(以下簡稱“合肥院”)參觀考察,了解了該院利用信息化手段強化城市安全防控的科研情況。
合肥院執(zhí)行院長、清華大學公共安全研究院副院長袁宏永向大家介紹了合肥院在城市生命線工程安全運行監(jiān)測研究工作上取得的進展。
合肥院是安徽省政府與清華大學戰(zhàn)略合作協(xié)議精神的具體落實,由清華大學與合肥市政府于2013年12月30日正式簽約設立。其總體定位是面向國家公共安全重大需求,瞄準世界公共安全科技前沿,研究公共安全科學理論、方法學、防控和應急管理綜合集成等關(guān)鍵技術(shù),并關(guān)注產(chǎn)業(yè)和技術(shù)落地,成果轉(zhuǎn)化和企業(yè)孵化。主要建設公共安全綜合實驗平臺和公共服務平臺。
合肥院的發(fā)展方向主要有兩個:聚焦國家應急體系,發(fā)展城市公共安全。
其中國家應急體系核心關(guān)鍵技術(shù)與裝備包括:國家應急平臺體系與公共安全大數(shù)據(jù)系統(tǒng),應急救援與人員防護裝備,國家應急裝備檢驗檢測測試中心的建設,目標是建立中國安全救援裝備標準體系和檢測中心,發(fā)展安全裝備產(chǎn)業(yè)集群。
城市公共安全關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)包括:城市生命線工程安全運行檢測技術(shù)與系統(tǒng)――重點是橋梁、燃氣管網(wǎng)、供水管網(wǎng)、供熱、電網(wǎng)、通信網(wǎng)絡、綜合管廊、電梯;城市水安全污染溯源與大數(shù)據(jù)技術(shù)和工程系統(tǒng);智慧人防、消防大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。其目標是建立新型城市精細化管理模式,構(gòu)建智慧安全城市產(chǎn)業(yè)新模態(tài)。
為了實現(xiàn)這些目標,合肥院建立了8個綜合實驗平臺,包括:多災種耦合作用多尺度實驗平臺、城市生命線監(jiān)測預警與風險評估實驗平臺、災害環(huán)境人員安全防護實驗平臺、大型移動災害數(shù)據(jù)采集實驗平臺、下一代應急平臺體系技術(shù)原型平臺、公共安全裝備產(chǎn)品檢驗測試平臺、人員行為分析及疏散實驗平臺、智慧安全社區(qū)研究示范平臺。這些實驗平臺將研究公共安全事故、災害或事件成災機理和演化規(guī)律,形成公共安全領(lǐng)域大跨度、多學科交叉融合的研究基礎,構(gòu)建系統(tǒng)的公共安全科學基礎理論體系和技術(shù)創(chuàng)新體系。
實驗平臺對城市風險監(jiān)測的作用
多災種耦合作用多尺度實驗平臺,是合肥院的重要實驗平臺之一,主要滿足公共安全學科基礎實驗研究和應急裝備檢驗檢測的需求,可模擬各種常規(guī)和極端條件下(如強風、暴雨、暴雪、冰凍、濃霧、強日照等多種惡劣氣象災害環(huán)境)的多災種耦合作用實驗平臺系統(tǒng)。“例如某種應急消防車,在哪些災害模式和哪種災害程度下,就失去了功能和效用,我們通過這個實驗平臺就可以檢測出來。”袁宏永說。
災害環(huán)境人員安全防護實驗平臺,主要用于解決亞洲人種災害環(huán)境適應性和損傷模型,發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)防護裝備。該平臺可以模擬災害環(huán)境中人體的各項參數(shù),并采集數(shù)據(jù);研究高溫、低溫冰凍、火災濃煙、危化品事故、爆炸及其復合作用等災害環(huán)境下,人體損傷防護裝備的研制和評價。
橋梁安全監(jiān)測與診斷實驗平臺,用于建立城市高架橋梁安全運行監(jiān)測預警技術(shù)與標準,發(fā)展實時預警系統(tǒng)。可開展橋梁運行狀態(tài)監(jiān)測、橋梁監(jiān)測特征要素及風險模型研究、橋梁監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)傳感系統(tǒng)研究,建立城市橋梁監(jiān)測物聯(lián)大數(shù)據(jù)模型。“橋梁垮塌會造成城市重大人員傷亡,所以我們利用這個平臺建立一個橋梁從損傷到垮塌的模型,使得我們能夠?qū)崟r監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)橋梁安全隱患。目前傳統(tǒng)的監(jiān)測方式是靠人員一年檢查兩次,但是這期間如果發(fā)生損傷則難以知曉,我們期望的是以后給每一座橋梁裝上幾個傳感器,就能保證只要有損傷立即報警,避免坍塌事故發(fā)生。”袁宏永介紹說。
燃氣管網(wǎng)及相鄰空間監(jiān)測與診斷實驗平臺,用于發(fā)展城市地下相鄰空間燃氣泄漏溯源與爆炸風險監(jiān)測技術(shù)與裝備,建立城市重大燃氣爆炸監(jiān)測預警技術(shù)和監(jiān)測機制。可開展燃氣泄漏在線監(jiān)測(包括微小泄漏)、地下密閉空間積聚規(guī)律研究、燃氣在管網(wǎng)擴散規(guī)律研究、大氣環(huán)境對濃度擴散影響研究、腐蝕環(huán)境對燃氣安全監(jiān)測系統(tǒng)影響研究等。袁宏永說:“通過我們的研究發(fā)現(xiàn),70%的燃氣管網(wǎng)爆炸事件都是從微小泄漏起源的,并且泄漏到地下相鄰空間,如排污管道、排水管道等進行積聚,最后釀成爆炸事故。微小泄漏很難及時發(fā)現(xiàn),我們要研究通過非接觸式探測發(fā)現(xiàn)微小泄漏,以及發(fā)現(xiàn)泄漏規(guī)律,找到城市地下所有燃氣積聚區(qū)域,裝上傳感器,避免發(fā)生重大爆炸事件。”
供水管網(wǎng)監(jiān)測與診斷實驗平臺,用于發(fā)展供水管網(wǎng)安全運行監(jiān)測與漏水引發(fā)的路面塌陷監(jiān)測技術(shù)與裝備,建立供水安全及次生災害監(jiān)測技術(shù)與機制。袁宏永告訴我們:“城市地下供水管網(wǎng)泄漏經(jīng)常會沖刷出地下空洞,引起地面的大面積塌陷,如果空洞處有燃氣管網(wǎng),還會引起燃氣泄漏,進而引起爆炸。所以我們要研究城市里的地下管網(wǎng)有多少泄漏會引起地面塌陷,進一步引起橋梁、建筑物坍塌,以及供電、供氣等次生衍生災害,從而及時采取防范措施。”
關(guān)鍵技術(shù)突破與成果應用
城市生命線是城市發(fā)展的基礎,保障城市生命線的安全運行是保證城市快速發(fā)展和人民群眾生活穩(wěn)定的前提。以合肥市為例,目前城市擁有重要橋梁224座,地下管線總長2.4萬余km。
為了保證城市生命線的安全運行,圍繞“大產(chǎn)業(yè)、大安全”推動實施安全科技發(fā)展戰(zhàn)略,根據(jù)合肥市市委書記、市長等市領(lǐng)導的指示,聯(lián)合合肥市城鄉(xiāng)建設委員會等多個部門,成立了合肥市城市生命線工程安全運行監(jiān)測領(lǐng)導小組,開展合肥市城市生命線工程安全運行監(jiān)測系統(tǒng)的建設和運維工作。項目整體依據(jù)統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設計、資源共享、集約建設的原則,打造合肥城市生命線公共基礎設施安全運行綜合支撐平臺,創(chuàng)新城市管理模式,做到3個“統(tǒng)一”:統(tǒng)一標準、統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一服務;4個“全面”:全面感知、全面接入、全面監(jiān)控、全面預警;5個“落地”:風險可視化、監(jiān)管規(guī)范化、運行透明化、管理精細化、保障主動化。
目前建設內(nèi)容包括多個安全運行監(jiān)測系統(tǒng),即橋梁安全運行健康診斷系統(tǒng)、燃氣管網(wǎng)相鄰地下空間安全監(jiān)測系統(tǒng)、供水管網(wǎng)安全監(jiān)測系統(tǒng)、排水管網(wǎng)安全運行監(jiān)測系統(tǒng)、熱力管網(wǎng)安全監(jiān)測系統(tǒng)、綜合管廊安全運行監(jiān)測系統(tǒng)等。未來依托合肥市城市生命線工程安全運行監(jiān)測中心,將進一步開展水環(huán)境安全、電梯安全、重大危險源、預警信息和開挖管理等多公共安全風險監(jiān)測預警。
目前城市生命線工程安全運行監(jiān)測,在合肥市5座最大的橋梁、西一環(huán)2.5 km的燃氣管網(wǎng)和24.889 km的供水管網(wǎng)開展了一期試點應用,取得了一系列技術(shù)突破。
首先,實現(xiàn)城市生命線綜合風險識別與耦合分析。完成了首張融合自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境的合肥市城市安全綜合風險圖。袁宏永介紹:“一個大型城市中往往存在大量風險,不僅上述所說的地下風險,還有地上人群密集場所等風險,經(jīng)過風險分析將這張全市風險圖描繪出來之后,我們就知道城市當中有哪些重大或較大風險需要重點防控。”
第二,解決了前端數(shù)據(jù)采集的難題。通過大系統(tǒng)多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)融合集成技術(shù),攻克了每天30億條多源、異構(gòu)大數(shù)據(jù)的上傳、融合處理難題。“監(jiān)測到風險后,我們在中心將這些數(shù)據(jù)進行分析處理,發(fā)送到市安監(jiān)局,以及橋梁、燃氣、供水集團等單位,可以提醒相關(guān)人員及時進行現(xiàn)場處置,將事故遏制在萌芽狀態(tài)。目前平均每兩天就會發(fā)出一條預警信息。”袁宏永說。
第三,構(gòu)建了綜合性橋梁安全分析技術(shù)與預警、地下空間可燃氣體泄漏溯源與預警分析等模型。“例如蛄悍矯媯不僅能夠監(jiān)測每一個指標,還可以通過多個指標監(jiān)測對橋梁總體的‘健康’狀況進行綜合評估。燃氣方面,通過一個小孔發(fā)生泄漏后,可能影響到哪些管線、多大范圍,如果發(fā)生爆炸可能需要疏散多大區(qū)域面積內(nèi)的人群等,從點、線、面到整體的溯源、預防和應急方案,我們均能夠進行科學計算和預測。”袁宏永說。
目前,城市生命線工程安全監(jiān)測系統(tǒng)累計申請了12個專利,取得了4個軟件著作權(quán),建成了2條產(chǎn)品生產(chǎn)線,培育了4支專業(yè)化技術(shù)團隊。
從系統(tǒng)驗收至2017年3月底,3個月的時間內(nèi),發(fā)現(xiàn)了多起城市生命線工程風險隱患,有效避免了事故的發(fā)生,保障了生命線工程的安全運行。
第四,探索城市生命線工程安全管理創(chuàng)新機制。成立了合肥市城市生命線工程安全運行監(jiān)測中心,為市屬事業(yè)單位。主要職能是向政府和相關(guān)部門提供監(jiān)測預警、安全運行分析、輔助決策支持等。解決安全監(jiān)測信息權(quán)屬復雜、條塊分割、多頭管理等難題,構(gòu)建系統(tǒng)性、現(xiàn)代化的城市安全保障體系。與相關(guān)部門已建立互聯(lián)互通對接機制,與合肥市城鄉(xiāng)建設委員會等有關(guān)部門形成了良性協(xié)同模式。
“我們解決了信息孤島、條塊分割的問題,以往城市各行業(yè)主管部門都是各司其職,信息互不相通,而我們作為一個第三方機構(gòu),將這些信息進行了互聯(lián)互通,做到了城市安全的大數(shù)據(jù)共享。”袁宏永說。
第五,集成創(chuàng)新電梯安全運行監(jiān)測技術(shù)與模式。對電梯進行監(jiān)測監(jiān)管,解決維修不及時、帶病運行等問題,實現(xiàn)全面有效監(jiān)管、綜合應急救援、實時監(jiān)測與預警。
一、網(wǎng)絡輿情監(jiān)測在處置突發(fā)公共衛(wèi)生事件中的重要性
民意表達的自由和多元化,以及網(wǎng)絡信息傳播技術(shù)的迅速發(fā)展,使得民眾網(wǎng)絡輿論訴求日益強烈,負面的網(wǎng)絡輿論表達和傳播,很可能造成不良社會影響,因此網(wǎng)絡輿情監(jiān)測就顯得越來越重要。
1、突發(fā)公共衛(wèi)生事件網(wǎng)絡輿情的定義
突發(fā)公共衛(wèi)生事件是指可能發(fā)生,或者已經(jīng)發(fā)生的對公眾身體健康可能造成,或造成重大損害的已查明原因或者未查明原因的傳染病疫情,以及重大食物中毒和職業(yè)中毒等危害公眾健康的突發(fā)公共事件。[2]突發(fā)公共衛(wèi)生事件網(wǎng)絡輿情是指受突發(fā)公共衛(wèi)生事件發(fā)生的刺激,公眾在互聯(lián)網(wǎng)上表達對事件的認知和態(tài)度,有較強傾向性的言論、看法和觀點。
2、網(wǎng)絡輿情監(jiān)測在處置突發(fā)公共衛(wèi)生事件中的重要性
目前,我國各類突發(fā)公共衛(wèi)生事件呈上升趨勢發(fā)展,網(wǎng)絡輿情監(jiān)測在事件發(fā)生早期若能做到及時發(fā)現(xiàn)和預警、正確引導,將會對妥善處置突發(fā)公共衛(wèi)生事件、保障人民群眾生命財產(chǎn)安全、穩(wěn)定社會秩序起到積極作用。首先,有助于政府機構(gòu)對焦點事件掌握輿論的主動權(quán)。通過網(wǎng)絡輿情監(jiān)測,政府部門領(lǐng)導可以了解本地區(qū)的公共衛(wèi)生動態(tài),一旦發(fā)生突發(fā)公共衛(wèi)生事件,可以做到及早發(fā)現(xiàn)和處置,積極開展正確輿論引導,避免引起公眾恐慌,穩(wěn)定社會秩序。其次,是通過網(wǎng)絡輿情監(jiān)測,可以對公共衛(wèi)生事件的處置起到輿論的監(jiān)督與反饋作用,有利于推動公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。
二、高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件的表現(xiàn)
高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件,主要指在校園內(nèi)突然發(fā)生的,并有爆發(fā)傾向的傳染性疾病、食物中毒或群體性不明原因的疾病,嚴重影響師生、員工健康和生命安全的事件,[3]其具有以下特征:
1、突發(fā)性強
事件發(fā)生一般不可預知,突然爆發(fā),令校方始料不及,難以事前防范。
2、危害性大
由于高校人員高度密集,突發(fā)公共衛(wèi)生事件往往同時波及多人,尤其是傳染性疾病,擴散速度快。
3、時效性強
突發(fā)公共衛(wèi)生事件一旦發(fā)生,要求相關(guān)疾控部門必須迅速干預,果斷決策處置。
4、事件網(wǎng)絡傳播速度快
微博、微信等新興媒介的快速發(fā)展,使得突發(fā)公共衛(wèi)生事件本身成為話題,迅速在網(wǎng)絡傳播,直接影響社會生活的安定。
突發(fā)公共衛(wèi)生事件種類繁多,較難預測其蔓延范圍和發(fā)展趨勢,這就增加了科學判斷和決策的難度。
三、高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件的網(wǎng)絡輿情應對策略
在建立完善的應對機制前提下,對于大部分高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件,若能反應迅速,處置及時,準確地進行信息和新聞媒體報道,還是可將事態(tài)控制在一定范圍內(nèi),最大范圍內(nèi)減小其不利影響,使事件得到較好地解決。
1、建立高校應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應急預案
高校針對各類突發(fā)公共衛(wèi)生事件制定和完善應急預案。通過網(wǎng)絡將相關(guān)電子文件上傳到學校網(wǎng)站,在全校范圍內(nèi)廣泛宣傳學習,引導學生正確看待突發(fā)公共衛(wèi)生事件。在制度上保障應急預案的運行,明確應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的組織領(lǐng)導機構(gòu)和責任部門,應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應急措施、應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的研判和預警機制以及應急預案啟動標準。[4]同時,高校還應加強宣傳教育、培訓和演練,以及學生工作等部門相關(guān)人員應對網(wǎng)絡輿情危機處理的培訓,在增強應對危機意識和能力的同時,不斷完善突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急預案體系,創(chuàng)造一個有利于學校發(fā)展的應急管理模式。
2、建立網(wǎng)絡輿情監(jiān)測預警機制
目前,公共衛(wèi)生事件網(wǎng)絡輿情監(jiān)測和預警被我國各省份衛(wèi)生部門所重視,陜西省市衛(wèi)計委、西安市衛(wèi)生局等均建立了輿情應對處置工作方案,開展定期的衛(wèi)生輿情報告。網(wǎng)絡輿情監(jiān)測預警是對當前網(wǎng)絡輿情做出評價分析并預測其發(fā)展趨勢,及時做出未來事件應對的反應。[5]一般監(jiān)測預警的對象主要是突發(fā)傳染病事件,對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應對,政府相關(guān)職能部門做到及時處置的同時,加大對網(wǎng)絡輿情的監(jiān)測力度,公共衛(wèi)生事件網(wǎng)絡輿情的監(jiān)測,重點是信息的獲取,要在事件發(fā)生的第一時間展開全網(wǎng)搜索和動態(tài)監(jiān)測。利用百度等搜索引擎,針對高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件,對新聞、論壇、微博、及時通信軟件的動態(tài)網(wǎng)頁進行有效地結(jié)構(gòu)化信息抽取,利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和方法,通過網(wǎng)頁引用頻次、網(wǎng)頁內(nèi)容權(quán)威性、網(wǎng)頁內(nèi)容關(guān)注點、用戶訪問量等關(guān)鍵數(shù)據(jù),挖掘有規(guī)律的信息,對集合的內(nèi)容進行分類、總結(jié)及事件發(fā)展的趨勢預測,從而提出重要的輿情信息,對可能出現(xiàn)的擴大化、惡性化輿情信息及時預警和研判。[6]
3、積極引導網(wǎng)絡輿論
高校應加強與師生、員工的溝通,掌握他們思想和行為動態(tài)的相關(guān)信息,形成系統(tǒng)有序的信息監(jiān)測體系。當突發(fā)公共衛(wèi)生事件暴發(fā)時,校方便能夠通過信息監(jiān)測體系,及時掌握師生對事件的反應程度,迅速啟動應急預案,并積極和當?shù)丶部夭块T溝通,實現(xiàn)與公眾及媒體的良好溝通,暢通信息反饋渠道,及時疏通網(wǎng)絡上消極的聲音,減少突發(fā)事件所帶來的危害和負面網(wǎng)絡輿論的傳播,最終促使高校突發(fā)公共衛(wèi)生事件的圓滿解決。
4、建立突發(fā)公共衛(wèi)生事件信息報告制度
高校所屬地區(qū)的疾控機構(gòu)實行24小時值班制度,建立有突發(fā)公共衛(wèi)生事件逐級報告制度和網(wǎng)絡直報系統(tǒng),確保緊急情況報送渠道暢通。信息報送做到不瞞報、不漏報,報送及時、全面和準確,以便疾控部門及時控制疫情蔓延,做好防控工作。[7]
關(guān)鍵詞:大型建筑結(jié)構(gòu) 健康監(jiān)測 案例分析 建筑工程教學
中圖分類號:TU317 文獻標識碼:A 文章編號:1009-5349(2016)15-0243-02
在我國建設中國特色社會主義事業(yè)的進程中,國民經(jīng)濟水平快速提升,國家文明形象越來越有影響力,尤其以城市現(xiàn)代化建設的成就而彰顯,高樓大廈林立,具有城市標志性的大型建筑物從大城市到中小城市甚至到縣級城市都已經(jīng)不足為奇。而且就目前來說,城市建設的規(guī)模還在擴大,大型建筑物還在一批又一批的拔地而起,成為城市建設和城市現(xiàn)代化的一道亮麗的風景線。不言而喻,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市現(xiàn)代化進程的步伐加快,國人對大型建筑的需求旺盛,特別是大型建筑在人們的眼中已經(jīng)成為了城市形象和經(jīng)濟發(fā)展水平的代表,即便選擇為家居購置住處,也都不再稀罕曾經(jīng)的低矮樓房,都在瞄準具有大都市品位的摩天大樓和以大型建筑物成片構(gòu)成的具有現(xiàn)代化水準的家居環(huán)境。然而隨著大型建筑的不斷增建和增多,潛在的安全問題也隨之增加。因為大型建筑結(jié)構(gòu)所使用的材料會隨著時間的推移而出現(xiàn)老化現(xiàn)象,另外,大型建筑物更易受到大風、火災、地震等自然災害與人為破壞的影響,所以對大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測很重要,不能忽視,對大型建筑結(jié)構(gòu)進行健康監(jiān)測是對人們的生命財產(chǎn)負責,更是建筑企業(yè)對社會責任的應有擔當。針對于中職學校建筑工程專業(yè)教育教學來說,即要從專業(yè)技術(shù)上加強教學,亦需要從專業(yè)責任感上給予學生以足夠的培育和強化。
一、大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的必要性
(一)積極探討和豐富結(jié)構(gòu)工程理論,在理論指導實踐的意義上確保大型建筑結(jié)構(gòu)的安全
理論指導實踐,建筑結(jié)構(gòu)理論是大型建筑結(jié)構(gòu)建設的技術(shù)支撐和物質(zhì)支撐,大型建筑結(jié)構(gòu)建設必須在嚴格遵守其建筑結(jié)構(gòu)理論的基礎上進行,這是不能違背的客觀規(guī)律。從目前我國所積累所遵循所教學的結(jié)構(gòu)工程理論來看,多是在足尺模型或數(shù)值模型方面,在實踐檢驗與證明方面較為缺失,落后于國外先進的結(jié)構(gòu)工程理論,對大型建筑結(jié)構(gòu)建設的指導也存在缺陷和不足。對于這種現(xiàn)狀必須改變,從業(yè)界到理論界都應積極探討和豐富結(jié)構(gòu)工程理論,積極在實踐中探索,通過進行大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測,進一步積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù),完善結(jié)構(gòu)工程理論,提高大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測體系,更好地為社會經(jīng)濟發(fā)展進行服務,確保大型建筑結(jié)構(gòu)的安全。
(二)質(zhì)量可靠和安全是大型建筑結(jié)構(gòu)的首要保障,加強大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測意義重大
質(zhì)量可靠和安全是大型建筑結(jié)構(gòu)的首要保障,這需要大型建筑的設計、施工、監(jiān)理、檢測、排查隱患、加大安全措施等各個環(huán)節(jié)予以實施和落實,更需要加強對大型建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測。從目前來看,我國對大型建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測多數(shù)是進行常規(guī)變形監(jiān)測,時間周期長、時效性差,無法達到大型建筑結(jié)構(gòu)安全的要求,這讓大型建筑結(jié)構(gòu)的安全面臨著嚴峻的形勢,所以,加強大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測意義重大,有利于及時、有效地為大型建筑結(jié)構(gòu)提供安全的環(huán)境,排查與糾正存在的安全隱患問題,最大限度地在異常情況時減少生命財產(chǎn)的損失,在這方面還需要投入更大的重視程度和實施力度。
二、大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的構(gòu)成
建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要是對建筑結(jié)構(gòu)外部負荷進行檢測,從建設開始到整個使用時期,包括了傳感器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)構(gòu)預警四個子體系。[1]
(一)傳感器體系
建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測傳感器體系通過利用對風速、溫度、振動和位移等進行實時探測的技術(shù)和設備組成自身體系和實施過程,對風速監(jiān)測利用風速儀;對地震可采用地面運動加速儀,對建筑物實際數(shù)據(jù)進行檢測和記錄;對溫度可采用數(shù)學溫度儀,對建筑結(jié)構(gòu)晝夜溫差、向陽背陽差異以及四季溫差進行監(jiān)測,通過一系列數(shù)據(jù)的監(jiān)測,通過貫徹和分析各項數(shù)值的變化對建筑結(jié)構(gòu)的健康程度進行預測。
(二)數(shù)據(jù)采集和運輸體系
傳感器體系獲得數(shù)據(jù)后,數(shù)據(jù)采集和運輸體系對相應的數(shù)據(jù)進行讀取并上傳到站點,下一步通過站點再上傳至數(shù)據(jù)中心的服務器中,數(shù)據(jù)的上傳可以通過無線、有線等途徑和方式,這樣建筑管理單位或監(jiān)測部門可以實時通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的讀取和監(jiān)測,為下一步數(shù)據(jù)的處理和分析做好充足的準備,進一步確保大型建筑結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量。
(三)數(shù)據(jù)處理和分析體系
數(shù)據(jù)采集和運輸至數(shù)據(jù)中心服務器后,需要對數(shù)據(jù)進行處理和分析進而獲得建筑結(jié)構(gòu)的健康情況。數(shù)據(jù)的處理和分析的流程主要包括數(shù)據(jù)檢驗、數(shù)據(jù)讀入與編輯、分析項目和計算與繪圖等步驟,開展錯誤數(shù)據(jù)解釋、數(shù)據(jù)幅顯示、數(shù)據(jù)時域顯示、頻域顯示和頻數(shù)計數(shù)等分析,全面獲得數(shù)據(jù)的價值,進而通過數(shù)據(jù)的處理和分析掌握大型建筑結(jié)構(gòu)健康的狀態(tài),并為下一步結(jié)構(gòu)預警和糾正做好準備。
有學者這樣論述:“在大型建筑的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中,要對大量不同類型的傳感器采集到的數(shù)據(jù)信號進行處理.基于Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺,根據(jù)各傳感器的分類、采集的時間,建立相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。該系統(tǒng)能有效地對采集到的海量數(shù)據(jù)進行存儲、管理、查詢及異常數(shù)據(jù)的預警處理”。[2]這些都說明,大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理和分析體系是科學的嚴密的,需要通過專業(yè)的信息化的數(shù)據(jù)手段和數(shù)據(jù)信息平臺來進行。
(四)結(jié)構(gòu)預警體系
根據(jù)對數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果,對大型建筑結(jié)構(gòu)健康的情況進行判斷。處理后的數(shù)據(jù)包括了對大型建筑結(jié)構(gòu)負荷作用以及效果兩個類別,其中通過對負荷作用閾值的設置,分為預期內(nèi)和超出預期兩種;在效果方面,又可分為上、中、下三種,通過設置一定的權(quán)重,依據(jù)處理后的數(shù)據(jù)對其進行判斷是在預期內(nèi)還是超出預期,綜合兩者的判斷后,若都在預期內(nèi),則為健康,若都超出預期范圍,則大型建筑結(jié)構(gòu)存在安全問題,需要進行預警和糾正,進而保證使用者的人身財產(chǎn)安全。[3]
三、基于監(jiān)測的建筑結(jié)構(gòu)性態(tài)案例分析
(一)大型建筑結(jié)構(gòu)在火災后監(jiān)測
對大型建筑結(jié)構(gòu)火災后監(jiān)測,案例選取了大型體育場,體育場使用的是穹頂屋面,且按照規(guī)定和要求安裝了結(jié)構(gòu)監(jiān)測體系。索力監(jiān)測是穹頂屋面狀態(tài)關(guān)鍵的指標,在發(fā)生火災第一時間內(nèi)需要對索拉力數(shù)據(jù)進行分析,在發(fā)生火災后,通過前后數(shù)據(jù)對比分析,發(fā)現(xiàn)變化較小,說明造成的影響較小,不影響以后的正常使用。
(二)大型建筑結(jié)構(gòu)在臺風后監(jiān)測
臺風過后,由索網(wǎng)-鋼管桁架構(gòu)建而成的展覽館的鋁板被吹落,依照結(jié)構(gòu)健康測試體系,對風速、風壓、索拉力等進行分析,通過對前后的各項數(shù)據(jù)進行對比,結(jié)構(gòu)內(nèi)部力在正常范圍內(nèi),但是在風吸力的作用下,由于施工質(zhì)量存在問題,導致了展覽館鋁板被破壞。[4]這說明大型建筑結(jié)構(gòu)不能缺少臺風后監(jiān)測這一環(huán),這是由大型建筑結(jié)構(gòu)的特點所決定。
(三)大型建筑結(jié)構(gòu)在地震后監(jiān)測
為證實地震對大型建筑結(jié)構(gòu)的影響程度,選取了地震后的體育館進行監(jiān)測,在地震中體育館發(fā)生了部分桿件彎曲、限位板損壞等現(xiàn)象。通過振動傳感器的布局,進行振動監(jiān)測數(shù)據(jù),通過所獲得數(shù)據(jù)來看,雖然地震對部分構(gòu)件進行了破壞,但整體結(jié)構(gòu)良好,通過加固和修復可繼續(xù)使用。
參考文獻:
[1]張其林.大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和基于監(jiān)測的性態(tài)研究[J].建筑結(jié)構(gòu),2011(12):68.
[2]林建富,程瀛,黃建亮,程樹輝.大型建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的海量數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫開發(fā)研究[J].振動與沖擊,2010, 29(12):55-59