土木工程智能健康监测与诊断系统

土木工程智能健康监测与诊断系统

发表时间：2019-07-16T09:14:19.290Z 来源：《工程管理前沿》2019年第08期作者：应继权

[导读] 探究了土木工程智能健康监测与诊断系统，分析了目前需要解决的有关问题，期望经过本研究为未来的有关研究提供相应的参考。武汉中原鹏飞电力工程有限责任公司湖北省武汉市 430000

摘要：在现代化社会当中，我国建筑事业得以快速发展，而土木工程项目的数量不断增多，在这样的情况下，需要构建完善且健全的智能健康监测与诊断系统，进而保证土木工程结构的可靠性以及完整性，提高土木工程项目的抵抗力。基于此，本文探究了土木工程智能健康监测与诊断系统，分析了目前需要解决的有关问题，期望经过本研究为未来的有关研究提供相应的参考。

关键词：土木工程；智能健康监测；诊断系统

随着时代进步与社会发展，我国建筑行业不断发展，这使土木工程项目的数量逐步提高，在这样的大环境下，要加强土木工程智能健康监测与诊断系统方面的研究以及分析，只有这样将此系统运用在土木工程项目当中，才可以提高土木工程项目的整体质量，保证土木工程项目施工作业的正常展开。

一、智能传感元件

在土木工程项目健康监测过程当中，主要是把性能较为稳定的传感元件放入到土木工程结构当中，进而对土木工程项目的结构情况进行全面且实时性监测，这样可以得到更加充分且精确的火速局信息，有效评估土木工程项目结果的可靠性以及安全性。一般情况下，土木工程项目结构主要在比较恶劣的环境当中，所以就传感元件而言，应具备非常充足的可靠性以及稳定性，对监测情况应拥有很大程度上的兼容性，只有这样，才可以和监测需求相符。现阶段，根据智能传感材料情况分析表明，可以为土木工程项目的健康监测奠定良好的基础条件。在现代化社会当中，这样的智能材料应被广泛运用在机械以及航空等多个行业，并且获得了十分明显的成效。在土木工程项目短期监测过程当中，可以使用智能材料完成，在这些技术当中最为成熟的主要是电阻应变丝，此技术对使用设施设备的要求非常低，但是其稳定性与可靠性比较差，非常容易被外部某些条件所影响以及干扰。为了保证土木工程项目的长时间监测，光纤材料属于最佳材料。虽然其对外部设施设备的要求比较高，但是在具体使用的时候具备比较高的稳定性，进而此材料被广泛运用在土木工程领域当中。而疲劳寿命丝可以对土木工程结构的实际寿命展开全面评估，由于其可以对损伤情况进行记录。要想在健康监测过程当中获得更好的成效，应该施加相应的压力，在这样的现象下，广泛运用形状记忆合金非常重要，其一方面可以发挥自身的传感作用以及功能，另一方面也可以充分发挥自身的驱动作用。

二、信号智能处理

随着我国建筑行业的健康可持续发展，土木工程项目的数量逐步增多，在当前的土木工程健康实际监测过程当中，其结构参数非常多，比如，温度、应变以及位移等。与此同时，对于大型的土木工程结构而言，多自由度特征要求的相应监测点非常多，进而需要使用科学合理的传感设备，并且各个参数测量使用的原理存在一定程度上的差异性，特别是在智能传感设备崛起之后，让信号测量存在的差异性非常明显。多传感设备的运用会带来许多问题。首先，多传感设备让各个通道的信号并不一样；其次，相同信号的特征存在一定程度上的差异性；其次，差异性诊断渠道与手段得到偏差性结论；最后，来源多传感设备的诊断决策信息以及检测信息具备非常明显的不确定行。怎样运用多传感设备所具备的不明确信息，逐步提高其确诊的质量以及实际成效，这已经变成了土木工程项目健康监测与诊断系统需要解决的主要问题。

三、健康诊断与安全评定

在土木工程项目实际建设过程当中，要建设完善且健全的智能健康监测与诊断系统，做好健康诊断工作，并且保证其评定工作的可靠性、安全性以及稳定性。健康诊断以及安全评定主要分为两个方面，一个是局部诊断评定，另一个是整体诊断评定。局部诊断评定主要是可疑的土木工程结构构件，也就是说，一般情况下，对土木工程结构构件展开无损检测以及评价，此技术非常成熟，并且关联了当前科学技术的各个分支，比如，检测射线、检测超声以及检测电学等。总而言之，其使用的方法非常多，包含测试硬度方法、超声回弹方法以及磁粉方法等。然而这些方法所花费的费用非常高，某些位置很难接近，对土木工程项目的大型结构难以预测出现损伤现象的部位，并且没有办法做好准备工作。也是因为这样，人们是否可以经过结构特征对损伤情况进行诊断以及评估，表明此方法的可行性。而整体诊断评价主要是对土木工程结构特性情况展开全面测量，经过对这些量的改变情况对土木工程项目结构展开诊断以及评估。四、引入3S系统和虚拟系统

3S系统属于定位系统、遥感系统与地理信息系统整合之后的简称。由于土木工程项目的分布非常广泛，并且其结构个性化特征非常明显。如若仅仅单纯依赖较为独立的健康监测系统难以保证土木工程项目的安全情况，并且在重复设置的时候会出现很大程度上的浪费现象。将GIS系统将运用在土木工程智能健康监测与诊断系统当中，能够将各种类型的结构与检测系统整合成一个比较大的系统，这样能够建设完善的土木工程智能健康监测与诊断系统。现阶段，GPS系统的可靠性以及精准程度逐步提高，并且被广泛运用在我国土木工程项目当中。尤其是RS系统，此系统能够被广泛应用在较为恶劣的灾害条件当中。由于有线传感传输使用的监测系统具备比较低的破坏性，如若使用监测系统可以将其作用全面发挥出来，能够把无线传输科学技术以及通信遥感技术广泛运用在土木工程项目健康监测过程当中。因此，在土木工程智能健康监测与诊断系统当中将3S系统运用其中非常重要。

结束语

总而言之，随着社会进步与经济发展，我国城市化进程不断加快，这使土木工程项目数量逐步增多，与此同时，人们越来越重视土木工程项目的整体质量以及土木结构的可靠性与安全性。在这样的情况下，应建设完善且健全的土木工程智能健康监测与诊断系统，对土木工程项目的健康情况以及安全情况进行判断，并且采取科学合理的措施进行处理，这样可以保证土木工程项目的整体质量。因此，加强土木工程智能健康监测与诊断系统研究非常重要。

参考文献：

［1］李景宏.土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评［J］.科技传播，2017（19）：63.

［2］林宁.土木工程结构用智能感知材料、传感器与健康监测系统的研发现状［J］.功能材料信息,2017(05):12-22.