第09章自动化监测技术
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第 自动化监测系统不仅测读快，测读及时，能够做到相关
节 量同步测读，能够胜任多测点、密测次的要求，提供在
时间上和空间上更为连续的信息，而且测读准确性和可
自 靠性高，因此，应普遍使用监测自动化系统。
动 化 监 测 系
•但是，监测自动化系统较为昂贵，对环境条件要求也比 较高，因此，自动化系统的测点设置应以满足监测工程 安全运行需要为主，纯粹为施工服务及为科学研究而设 置的测点，原则上不纳入自动化系统。
中南大学测绘与国土信息工程系
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第九章 自动化监测技术
变 形 监
测 §2 自动化监测系统设计
与 数 据 处 理
2021/3/1
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设计原则（1）
2
（1）适应性 第 根据建筑物所处的环境条件、建筑结构和运 节 行工况的不同，在设计监测自动化系统时应有
自 较强的针对性。对于重点监测项目和重要测点
8
1
性能要求（2）
第
（4）系统可采用交流电作为工作电源，其 工作电压为220V。
节 （5）系统应有较高的可靠性，系统的故障
概 率应低于5%，并能稳定可靠地工作。 述 （6）数据采集装置的测量精度应满足有关
规范和工程实际需要的要求，因此，应在精
度、量程、稳定性、可靠性等方面选择合适
的数据采集装置。
2021/3/1
统 的长期可靠性，有良好的防雷、防湿、耐高温等
设 抗干扰能力。发生故障时能及时判断、报警，并
计 迅速排除。为保证数据的连续可靠，系统应具有
备用的人工观测手段。
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设计原则（3）
（5）开放性和通用性 第 系统应具有良好的开放性和兼容性。开放性 节 是针对用户开放系统总线标准、系统数据采集
（7）数据分析功能。对监测数据进行及时的
分析处理是自动化监测的一个重要特征，是及
时发现工程隐患的重要手段。一般的数据分析
主要是判断数据的正常或异常特征，并根据其
异常特性作进一步的分析。
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性能要求（1）
第
（1）采样时间应有一定的限制，具体时间可 根据工程实际情况确定。通常对某个项目的巡
第 •集中式监测系统的高技术部件均集中在
节 机房，工作环境好，便于管理，系统重复
自 部件少，相对投资也较少，但系统传输的
动 是模拟量，易受外界干扰，系统风险集中，
化 监 测
可靠性不高，技术复杂，电缆用量大，维 护不便。
系
统
设
计
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集中式监测系统结构示意图
系 转换、存储并通过数据通信网络发送至远方
统 设
的监测计算机做深入分析和处理。
计
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分布式（2）
2
第 •测控单元还可以接收来自监测计算机的控制
2
第
节
自 动 化 监 测 系 统 设 计
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分布式（1）
第 •分布式数据采集系统通常由监测计算机、测
节 控单元和传感器组成；
自 •根据不同监测任务需要而埋设的各类传感器
动 通过一定的通信介质（一般为屏蔽电缆）接
化 监 测
入布置其附近的测控单元； •由测控单元按照采集程序的控制将监测数据
2
（3）准确性 第 系统的测量数据应准确，精度满足相关规范的
节 要求，在更换零部件时不影响数据的连续性。
自 动
（4）可靠性 监测设备选型应优先考虑选用技术先进、成熟、
化 通过多个现场环境长期考核、质量合格的产品，
监 测 系
设备的故障率应很低，长期稳定性好，可靠性高， 具有在雷电、高温、高湿等恶劣环境下正常工作
自 单元的程控命令和数据格式，以及接入的任何
动 种类标准信号传感器。系统应易于操作，人机
化 监
界面友好。
测 （6）统一性
系 数据采集系统和信息管理系统应相互兼容，
统 设
即使采用不同的数据采集子系统，也应能实现
计 监测信息的统一管理。
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设计方案
•监测系统的布置设计是安全监测设计的主要内容，由于
动 的采集器控制测量，由一条总线连接，形成一
化 监 测
个独立的子系统。系统中有几种传感器，就有 几个子系统和几条总线。
系 •所有采集器都集中在主机附近，由主机存储
统 设
和管理各个采集器数据。采集器通过集线箱实
计 现选点，如直接选点则可靠性较差。
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集中式（2）
动 应优先纳入自动化监测系统中，技术成熟的项
化 监
目优先实现自动化。
测 （2）经济性
系 系统建设的造价应经济、合理，采用性价比
统 设
高的仪器设备；同时，应尽可能考虑整套系统
计 采用同一厂家的产品，以提高系统的兼容性、
完整性，便于管理、维护和节约经费。
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设计原则（2）
门的设计。
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一般规定（3）
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第
（6）数据管理功能。对监测数据应采用数据 库技术进行有效的管理，并编制相应的管理系
节 统软件，对监测数据实行查询、修改、统计等
概 操作，对数据异常及故障能进行显示和报警。 述 另外，为保证数据的安全，系统应具有数据备
份功能。
统 •经多年的研制和开发，自动化监测系统的布置形成三大
设 基本形式：集中式监测系统、分布式监测系统和混合式
计 监测系统。
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集中式（1）
第 •集中式系统是将传感器通过集线箱或直接连
节 接到采集器的一端进行集中观测。
自 •在这种系统中，不同类型的传感器要用不同
节 测时应小于30分钟，对单个测点的采样时间
概 应小于3分钟。 述 （2）测量的周期可根据工程的实际需要调整，
在特殊情况下，可实现加测、补测等。
（3）自动化监测系统应建立监控室，用于对
整个系统的控制和数据管理。监控室的温度一
般应保持在20℃～30℃，湿度保持不大于
85%。
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一般规定（2）
第
（4）现场网络数据通讯和远程通讯功能。现 场数据通讯一般采用电缆、光纤和无线传输等
节 形式，对于远程通讯一般采用因特网和微波方
概 式。 述 （5）防雷和抗干扰功能。为保证系统的安全
和正常运行，防止遭受雷击和外界因素的干扰，
系统应具备本功能。系统的防雷一般应进行专
节 量同步测读，能够胜任多测点、密测次的要求，提供在
时间上和空间上更为连续的信息，而且测读准确性和可
自 靠性高，因此，应普遍使用监测自动化系统。
动 化 监 测 系
•但是，监测自动化系统较为昂贵，对环境条件要求也比 较高，因此，自动化系统的测点设置应以满足监测工程 安全运行需要为主，纯粹为施工服务及为科学研究而设 置的测点，原则上不纳入自动化系统。
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第九章 自动化监测技术
变 形 监
测 §2 自动化监测系统设计
与 数 据 处 理
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设计原则（1）
2
（1）适应性 第 根据建筑物所处的环境条件、建筑结构和运 节 行工况的不同，在设计监测自动化系统时应有
自 较强的针对性。对于重点监测项目和重要测点
8
1
性能要求（2）
第
（4）系统可采用交流电作为工作电源，其 工作电压为220V。
节 （5）系统应有较高的可靠性，系统的故障
概 率应低于5%，并能稳定可靠地工作。 述 （6）数据采集装置的测量精度应满足有关
规范和工程实际需要的要求，因此，应在精
度、量程、稳定性、可靠性等方面选择合适
的数据采集装置。
2021/3/1
统 的长期可靠性，有良好的防雷、防湿、耐高温等
设 抗干扰能力。发生故障时能及时判断、报警，并
计 迅速排除。为保证数据的连续可靠，系统应具有
备用的人工观测手段。
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设计原则（3）
（5）开放性和通用性 第 系统应具有良好的开放性和兼容性。开放性 节 是针对用户开放系统总线标准、系统数据采集
（7）数据分析功能。对监测数据进行及时的
分析处理是自动化监测的一个重要特征，是及
时发现工程隐患的重要手段。一般的数据分析
主要是判断数据的正常或异常特征，并根据其
异常特性作进一步的分析。
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性能要求（1）
第
（1）采样时间应有一定的限制，具体时间可 根据工程实际情况确定。通常对某个项目的巡
第 •集中式监测系统的高技术部件均集中在
节 机房，工作环境好，便于管理，系统重复
自 部件少，相对投资也较少，但系统传输的
动 是模拟量，易受外界干扰，系统风险集中，
化 监 测
可靠性不高，技术复杂，电缆用量大，维 护不便。
系
统
设
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集中式监测系统结构示意图
系 转换、存储并通过数据通信网络发送至远方
统 设
的监测计算机做深入分析和处理。
计
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分布式（2）
2
第 •测控单元还可以接收来自监测计算机的控制
2
第
节
自 动 化 监 测 系 统 设 计
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分布式（1）
第 •分布式数据采集系统通常由监测计算机、测
节 控单元和传感器组成；
自 •根据不同监测任务需要而埋设的各类传感器
动 通过一定的通信介质（一般为屏蔽电缆）接
化 监 测
入布置其附近的测控单元； •由测控单元按照采集程序的控制将监测数据
2
（3）准确性 第 系统的测量数据应准确，精度满足相关规范的
节 要求，在更换零部件时不影响数据的连续性。
自 动
（4）可靠性 监测设备选型应优先考虑选用技术先进、成熟、
化 通过多个现场环境长期考核、质量合格的产品，
监 测 系
设备的故障率应很低，长期稳定性好，可靠性高， 具有在雷电、高温、高湿等恶劣环境下正常工作
自 单元的程控命令和数据格式，以及接入的任何
动 种类标准信号传感器。系统应易于操作，人机
化 监
界面友好。
测 （6）统一性
系 数据采集系统和信息管理系统应相互兼容，
统 设
即使采用不同的数据采集子系统，也应能实现
计 监测信息的统一管理。
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设计方案
•监测系统的布置设计是安全监测设计的主要内容，由于
动 的采集器控制测量，由一条总线连接，形成一
化 监 测
个独立的子系统。系统中有几种传感器，就有 几个子系统和几条总线。
系 •所有采集器都集中在主机附近，由主机存储
统 设
和管理各个采集器数据。采集器通过集线箱实
计 现选点，如直接选点则可靠性较差。
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集中式（2）
动 应优先纳入自动化监测系统中，技术成熟的项
化 监
目优先实现自动化。
测 （2）经济性
系 系统建设的造价应经济、合理，采用性价比
统 设
高的仪器设备；同时，应尽可能考虑整套系统
计 采用同一厂家的产品，以提高系统的兼容性、
完整性，便于管理、维护和节约经费。
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设计原则（2）
门的设计。
2021/3/1
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6
一般规定（3）
1
第
（6）数据管理功能。对监测数据应采用数据 库技术进行有效的管理，并编制相应的管理系
节 统软件，对监测数据实行查询、修改、统计等
概 操作，对数据异常及故障能进行显示和报警。 述 另外，为保证数据的安全，系统应具有数据备
份功能。
统 •经多年的研制和开发，自动化监测系统的布置形成三大
设 基本形式：集中式监测系统、分布式监测系统和混合式
计 监测系统。
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2
集中式（1）
第 •集中式系统是将传感器通过集线箱或直接连
节 接到采集器的一端进行集中观测。
自 •在这种系统中，不同类型的传感器要用不同
节 测时应小于30分钟，对单个测点的采样时间
概 应小于3分钟。 述 （2）测量的周期可根据工程的实际需要调整，
在特殊情况下，可实现加测、补测等。
（3）自动化监测系统应建立监控室，用于对
整个系统的控制和数据管理。监控室的温度一
般应保持在20℃～30℃，湿度保持不大于
85%。
2021/3/1
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第09章自动化监测技术
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一般规定（2）
第
（4）现场网络数据通讯和远程通讯功能。现 场数据通讯一般采用电缆、光纤和无线传输等
节 形式，对于远程通讯一般采用因特网和微波方
概 式。 述 （5）防雷和抗干扰功能。为保证系统的安全
和正常运行，防止遭受雷击和外界因素的干扰，
系统应具备本功能。系统的防雷一般应进行专