基于CompactRIO的大型桥梁结构安全监测系统研究

　　基于CompactRIO的可重配置平台和丰富的信号采集模块，利用NI LabVIEW FPGA开发一套适用于整个大桥结构监测的分布式信号采集系统。同时，结合NI LabVIEW提供的大量经典的信号处理函数和现代的高级信号分析工具，迅速、准确的完成结构参数的在线分析和二次处理，为大跨径特大型桥梁综合监测系统有关数据采集传输预处理与控制的建立提供了一套完备而系统的方案。

　　"我们在国内首次将LabVIEW和NI的分布式数据采集设备cRIO系列引入到桥梁结构安全监测和结构分析中去，结合先进的数据处理和信号分析技术，为大跨径特大型桥梁综合监测系统有关数据采集传输预处理与控制的建立提供了一套完备而系统的方案，在桥梁健康监测的若干问题研究中取得的一些创新性成果，对桥梁综合监测系统的发展有着重要的意义。"

　　随着桥梁设计水平和施工技术的日见成熟，桥梁的建设取得了突破性的成就，一批大跨径桥梁应运而生，桥梁建设正朝着规模的大型化、形式的轻柔化、功能的复杂化发展。同时，桥梁结构的安全性与耐久性越来越受到人们的高度重视，有关大型桥梁的结构健康监测、安全评估以及寿命预测等问题已经成为当前桥梁工程界必须解决的问题。目前，随着传感测试技术、计算机信息处理技术、结构分析技术和桥梁工程技术等相关学科的进一步发展，针对特大型桥梁结构的安全监测与安全预警研究和实践成为可能。原本应用于军事领域的先进智能材料与结构技术，也在桥梁结构健康监测领域得到应用，使得对大型桥梁结构进行健康监测的技术总体上正朝着智能化和系统化的方向发展。

　　厦门集美大桥及接线工程是厦门市城市道路交通网络布局中本岛与大陆腹地跨海通道的重要组成部分，也是厦门市出岛交通路网规划中重要的跨海通道之一。大桥建成后将承担巨大的出入岛交通流，因此，结构安全监测的重要性就显得格外突出。

　　系统整体监测项目

　　荷载源监测：主要为桥址区域环境荷载监测：风荷载监测;温度、湿度监测;控制截面温度梯度监测;交通荷载(与计重收费系统共用)

　　结构动、静态响应监测：主桥的空间位置变化监测，主要为各跨跨中下挠监测;主、引桥控制截面静应力监测;主、引桥体外预应力监测;主、引桥体内预应力监测;主、引桥结构动力及振动特性及其变化监测

　　桥梁结构监测安全预警系统的总体设计

　　自动化传感测试子系统，其包括以下几大模块：传感器子模块： 通过传感器将各类监测转换为电(光)信号。数据采集与传输模块：将监测信号转换为数字信号并完成远程传输。数据处理与控制模块：将监测信号进行预处理以向其它子系统提供有效的监测数据，根据需要控制监测参数的采集。