DB23T 3098-2022塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程

ICS0.01黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)ICS0.01黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)PDB23/T3098－2022程hnicalSpecificationforOperationalSafetyMonitoringTowerandMastStructureswithinOneCluster2022-02-28實(shí)施黑龍江省通信管理局2022哈爾濱黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程TechnicalSpecificationforOperationalSafetyMonitoringofTowerandMastStructuresMonitoredwithinOneClusterDB23/T3098－2022施行日期：哈爾濱工業(yè)大黑龍江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)黑龍江省通信管理2022年02月28黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程TechnicalSpecificationforOperationalSafetyMonitoringofTowerandMastStructureswithinOneClusterDB23/T3098-2022前言為了規(guī)范黑龍江省塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)收及維護(hù)，黑龍江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳組織并委托哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)鐵塔黑龍江省分公司承擔(dān)了《塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》的研編任務(wù)。在編制過(guò)程中，編制組經(jīng)深入研究、廣泛調(diào)查、認(rèn)真總結(jié)工程實(shí)踐，參考有關(guān)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和做法，在廣泛征求有關(guān)單位和專家的意見(jiàn)基礎(chǔ)上編制了本規(guī)程。本規(guī)程共分為7章。主要技術(shù)內(nèi)容是：1總則；2術(shù)語(yǔ)與符號(hào)；3基本規(guī)定；4系統(tǒng)設(shè)計(jì)；5系統(tǒng)實(shí)施；6系統(tǒng)驗(yàn)收；7系統(tǒng)運(yùn)維。本規(guī)程由黑龍江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、黑龍江省市場(chǎng)監(jiān)督管理局和黑龍江省通信管理局共同管理，黑龍江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳歸口并負(fù)責(zé)組織實(shí)施，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行過(guò)程中如有意見(jiàn)或建議，請(qǐng)寄送哈爾濱工業(yè)大學(xué)《塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》編制組(地址：黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)黃河路73號(hào)，郵編：150090，電子郵箱：ly7628@)，以供今后修訂時(shí)參考。本規(guī)程主編單位：本規(guī)程參編單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)中國(guó)鐵塔股份有限公司黑龍江省分公司哈爾濱慧維科技有限公司元道通信股份有限公司黑龍江大學(xué)華為技術(shù)有限公司黑龍江省水利學(xué)校哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司齊齊哈爾市人防指揮信息保障中心濟(jì)南海河建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司山東泉建工程檢測(cè)有限公司山東交通學(xué)院哈爾濱供水集團(tuán)有限責(zé)任公司本規(guī)程主要起草人：劉洋袁杰韓宏辰李長(zhǎng)平高慶飛王永亮孫偉濤張紹逸趙炳成劉鋒劉文江孫超高紅帥周正馬新騰張德平王凱田池東為史春梅邱劍宇紀(jì)陶何磊李云龍陳永志李默涵龐文鎖陳明瑤劉洪波徐乾恩歐陽(yáng)蘭熊郭歡男本規(guī)程主要審查人：唐榕濱李成才武岳李小東王凱琢姜樹森車廣宇 Contents equirements 4.2SensingSubsystemDesign 74.3DataAcquisitionandTransmissionSubsystemDesign 104.4DataStorageandProcessingSubsystemDesign 114.5UserInterfaceSubsystemDesign 12 5.2SystemInstallation 145.3SystemIntegration 155.4SystemDebugging 15 6.2SiteAcceptance 176.3InspectionandQualityAcceptance 17 7.2RoutineMaintenance 197.3RegularInspectionandMaintenance 207.4ExceptionHandling 20 ExplanationofProvisions 1.0.1為規(guī)范塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)維，做到技術(shù)先進(jìn)、數(shù)據(jù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理，制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于黑龍江省內(nèi)通信塔、電力塔、燈桿等各類塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)收與運(yùn)維。1.0.3對(duì)塔桅集群結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)時(shí)，除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2術(shù)語(yǔ)與符號(hào)2.1術(shù)語(yǔ)2.1.1塔桅結(jié)構(gòu)towerandmaststructures高度較大且橫截面較小的高聳懸臂結(jié)構(gòu)。2.1.2塔桅集群towerandmaststructureswithinonecluster由局部區(qū)域內(nèi)承受相同或相似荷載作用的多座結(jié)構(gòu)特性相同/相似塔桅結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的群體，簡(jiǎn)稱集群。2.1.3塔桅結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)operationsafetymonitoringoftowerandmaststructures利用特定傳感設(shè)備，對(duì)單座塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行無(wú)損的全時(shí)感測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)把握。2.1.4塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)operationsafetymonitoringsystemoftowerandmaststructureswithinonecluster利用實(shí)時(shí)感知塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)的傳感器、采集與傳輸數(shù)據(jù)、分析與管理數(shù)據(jù)的軟件及硬件裝備，實(shí)現(xiàn)對(duì)集群內(nèi)全部塔桅結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確診斷、評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2.1.5塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)目標(biāo)healthmonitoringtarget針對(duì)塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)而設(shè)定的目標(biāo)，包括塔桅結(jié)構(gòu)性能、結(jié)構(gòu)損傷或病害，引起塔桅結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的安全事件及其它目標(biāo)，簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)目標(biāo)。2.1.6塔桅結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)參數(shù)monitoringindicators描述塔桅結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)目標(biāo)演變過(guò)程的可直接或間接感測(cè)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是監(jiān)測(cè)目標(biāo)的一種數(shù)值本征，簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)參數(shù)。2.1.7交叉驗(yàn)證crossvalidation將塔桅集群結(jié)構(gòu)內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集以及測(cè)試集兩部分，通過(guò)多次切分以及測(cè)試訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)塔桅集群結(jié)構(gòu)損傷診斷。2.1.8塔桅集群結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷structuralstatusevaluation對(duì)集群內(nèi)全部塔桅結(jié)構(gòu)狀態(tài)的定性和定量判斷。2.1.9塔桅結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別damageidentification利用塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析其結(jié)構(gòu)物理參數(shù)的變化，識(shí)別塔桅結(jié)構(gòu)損傷的過(guò)程。2.1.10塔桅結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警structuralearlierwarning對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)轉(zhuǎn)變事件的一種提早判斷和警告。2.1.12系統(tǒng)集成systemintegration將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各子系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)組合，組成一個(gè)具備塔桅集群結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)功能的完備系統(tǒng)。2.2符號(hào)D——訓(xùn)練樣本集；c——結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；T——結(jié)構(gòu)溫度；E——彈性模量；G——剪切模量；L——輸入層與輸出層的函數(shù)關(guān)系；γ——損傷診斷指標(biāo)；R——損傷特征矩陣；C——損傷特征的矩的協(xié)方差矩陣；n——異常診斷閾值；——取統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)95%置信概率的中位數(shù)；——損傷特征樣本的總體均值；——損傷特征的總體標(biāo)準(zhǔn)差；/2——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布上/2的分位點(diǎn)。4Λ——特征值矩陣；P——特征向量矩陣；6——?dú)埐罹仃嚕?——保證系數(shù)。5基本規(guī)定3.0.1塔桅集群的選擇應(yīng)符合下列條件：1構(gòu)成集群的塔桅結(jié)構(gòu)數(shù)量為4座及以上；2具有結(jié)構(gòu)特性相同或相似塔桅所占比例不低于集群內(nèi)塔桅50%；3集群內(nèi)全部塔桅所受環(huán)境荷載相似。3.0.2塔桅集群內(nèi)符合下列條件之一的塔桅，宜建立結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：1服役年限達(dá)20年及以上的塔桅；2處于超載運(yùn)行狀態(tài)的塔桅；3屬于非標(biāo)塔型或特殊塔型的塔桅；4采用新型材料、特殊結(jié)構(gòu)形式及施工工藝的新建塔桅；5施工質(zhì)量不佳或存在疑問(wèn)的塔桅；6其他特殊情況的塔桅。3.0.3塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)應(yīng)包含以下內(nèi)容：1為掌握新建或在役塔桅集群內(nèi)全部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2為掌握塔桅集群內(nèi)全部結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)提供診斷與評(píng)價(jià)服；3為特定目標(biāo)事件的出現(xiàn)與否提供觀測(cè)、預(yù)測(cè)或預(yù)警服務(wù)。3.0.4監(jiān)測(cè)前應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)要求與設(shè)計(jì)文件明確監(jiān)測(cè)目的，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境條件等因素，制定監(jiān)測(cè)方案。3.0.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、先進(jìn)性、開放性、可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)濟(jì)性的基本原則。3.0.6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)施前應(yīng)結(jié)合管理方、設(shè)計(jì)方和施工方的綜合意見(jiàn)確定實(shí)施方案，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝不得影響工程主體結(jié)構(gòu)安全。3.0.7監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備配備應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并采用成熟、可靠的6數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)。3.0.8監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施和可維護(hù)性，并能保證在系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)正常工作。3.0.9監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件應(yīng)與硬件相匹配，具有兼容性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性和良好的用戶使用性能。3.0.10監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)定預(yù)警值，預(yù)警值應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)及被監(jiān)測(cè)對(duì)象的控制要求。3.0.11監(jiān)測(cè)方案、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、分析結(jié)果以及原始記錄應(yīng)進(jìn)行分類歸檔保存。3.0.12監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)滿足《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》GBT22239以及《信息安全技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)安全技術(shù)要求》GB/T20273的相關(guān)規(guī)定。3.0.12監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用期間，應(yīng)定期對(duì)系統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行巡視和維護(hù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1一般規(guī)定4.1.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、監(jiān)測(cè)對(duì)象特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)精度要求、場(chǎng)地條件和當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)等綜合確定，并應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)方便。4.1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)由傳感子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理子系統(tǒng)、用戶端子系統(tǒng)等部分組成。4.1.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器類型、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方案、數(shù)據(jù)采集與傳輸方式、塔桅結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷與預(yù)警指標(biāo)等信息，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)荷載形式和結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)綜合確定。4.1.4監(jiān)測(cè)參數(shù)分為靜態(tài)參數(shù)與動(dòng)態(tài)參數(shù)，監(jiān)測(cè)參數(shù)的選擇應(yīng)滿足對(duì)塔桅集群結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行診斷、評(píng)價(jià)及預(yù)警的要求。4.1.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備下列基本功能：1現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程通信功能；2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理及備份功能；3掉電保護(hù)功能；4網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能；6防雷及抗干擾功能；7數(shù)據(jù)異常報(bào)警功能。4.2傳感子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1塔桅集群結(jié)構(gòu)傳感子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：變形監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、應(yīng)變監(jiān)測(cè)及環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)，傳感子系統(tǒng)方案的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)按表4.2.1進(jìn)行選擇。8表4.2.1傳感子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目選擇序號(hào)監(jiān)測(cè)內(nèi)容監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)項(xiàng)選擇1單座塔桅結(jié)構(gòu)整體變形變形監(jiān)測(cè)●2單座塔桅結(jié)構(gòu)整體動(dòng)態(tài)響應(yīng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)○3單座塔桅結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)振動(dòng)監(jiān)測(cè)○4單座塔桅結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位應(yīng)變應(yīng)變監(jiān)測(cè)○5塔桅集群所在區(qū)域風(fēng)荷載環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)●6塔桅集群所在區(qū)域環(huán)境溫度環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)●注：“●”為必選監(jiān)測(cè)項(xiàng)，“○”為非必選監(jiān)測(cè)項(xiàng)。4.2.2塔桅結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1應(yīng)反映塔桅結(jié)構(gòu)的幾何位形變化、結(jié)構(gòu)變形與外部荷載作用的相關(guān)關(guān)系、結(jié)構(gòu)空間位置隨時(shí)間的變化規(guī)律；2應(yīng)包括塔桅結(jié)構(gòu)水平位移、垂直位移和三維傾角等；3當(dāng)包括多項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容時(shí)，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)采用相同的采樣頻率。率4.2.3塔桅結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1反映塔桅結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)及動(dòng)力特性隨時(shí)間的變化規(guī)律；2包括塔桅結(jié)構(gòu)水平振動(dòng)響應(yīng)、自振頻率及阻尼比等；3監(jiān)測(cè)前應(yīng)進(jìn)行塔桅結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的解析計(jì)算，以確定振動(dòng)監(jiān)測(cè)的采樣頻率及數(shù)采系統(tǒng)的截止頻率。4.2.4塔桅結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1反映塔桅結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位應(yīng)變/應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律；2包括塔桅結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的拉應(yīng)變、壓應(yīng)變及三向應(yīng)變等；3考慮溫度補(bǔ)償減弱環(huán)境溫度對(duì)傳感器性能的影響。4.2.5塔桅結(jié)構(gòu)環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)應(yīng)反映塔桅集群所在區(qū)域環(huán)境風(fēng)載、溫度荷載及濕度荷載隨時(shí)間的變化規(guī)律；2環(huán)境荷載監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)包括塔桅集群所在區(qū)域的風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度及濕度等；3與塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)直接相關(guān)的環(huán)境荷載應(yīng)采用與結(jié)構(gòu)響應(yīng)相同的采樣頻率。4.2.6傳感器選型的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1選型前應(yīng)建立精確的塔桅結(jié)構(gòu)有限元模型，分析塔桅結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性，確定需要監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)類型和監(jiān)測(cè)參數(shù)；2根據(jù)塔桅結(jié)構(gòu)形式、狀態(tài)及項(xiàng)目預(yù)算，并結(jié)合監(jiān)測(cè)目標(biāo)與監(jiān)測(cè)內(nèi)容綜合確定傳感器類型3具備良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力，滿足實(shí)際塔桅集群結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)的工程需求；4具有良好的線性度，滿足對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)位移及應(yīng)變等響應(yīng)監(jiān)測(cè)所需的線性度要求；5具有較高的靈敏度和信噪比。4.2.7傳感器性能參數(shù)的選擇應(yīng)符合下列要求：1塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)不超過(guò)變傳感器量程的90%；2傳感器的分辨率應(yīng)不低于所需監(jiān)測(cè)參數(shù)的最小單位量級(jí)；3傳感器主要性能參數(shù)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)需求合理確定，并應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常使用需求，包括工作溫濕度范圍、監(jiān)測(cè)精度、分辨率等指標(biāo)。4.2.8傳感器測(cè)點(diǎn)布置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1選擇對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)變形、振動(dòng)響應(yīng)、應(yīng)變及環(huán)境荷載變化敏感的區(qū)域或既有損傷位置；2合理利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，達(dá)到有限測(cè)點(diǎn)數(shù)量下的監(jiān)測(cè)信息最大化；3便于傳感器的安裝與更換；4集群內(nèi)結(jié)構(gòu)特性相同或相似塔桅的傳感器測(cè)點(diǎn)布置一致。4.3數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1數(shù)據(jù)采集設(shè)備的選型應(yīng)根據(jù)傳感器類型選擇操作方便、穩(wěn)定性好、精度高的設(shè)備；2數(shù)據(jù)采集設(shè)備按照采集的時(shí)間頻度、頻次和時(shí)間間隔等內(nèi)容，可采取全時(shí)采集、定時(shí)采集、觸發(fā)采集和混合采集四種模式，應(yīng)依據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇；3數(shù)據(jù)采集設(shè)備的時(shí)間應(yīng)采用公歷，最低精度為秒；4數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)具備對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、去噪、隔離等預(yù)處理的功能；5數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)對(duì)含噪聲信號(hào)進(jìn)行降噪處理；6數(shù)據(jù)采集設(shè)備不應(yīng)設(shè)置在潮濕、有靜電和磁場(chǎng)環(huán)境之中，并應(yīng)設(shè)置不間斷電源。4.3.2數(shù)據(jù)傳輸可采用下列方式：1基于信號(hào)的同步技術(shù)；2基于時(shí)間的同步技術(shù)；3有線傳輸；4無(wú)線傳輸。4.3.3數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宜具備下列基本資料：1工程場(chǎng)地的現(xiàn)狀平面圖，包括交通設(shè)施、高壓架空線、地下管線和地下構(gòu)筑物的分布；2電力及有關(guān)建筑材料的供應(yīng)條件；3周圍建筑物振動(dòng)、噪聲源等信息資料；4塔桅工程總平面布置圖；5塔桅工程施工方案。4.3.4數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1具備對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)予以接收、交換和傳輸?shù)哪芰?，?yīng)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、高效性和?shù)據(jù)傳輸質(zhì)量；2按照不同的數(shù)據(jù)傳輸速度設(shè)計(jì)傳輸方式，低速數(shù)據(jù)傳輸可采用異步傳輸，高速數(shù)據(jù)傳輸可采用同步傳輸；3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)備份機(jī)制。4.3.5數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)選擇同步傳輸時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合考慮傳感器之間的距離、工程各階段特征及工程現(xiàn)場(chǎng)地形條件等因素，選擇合適的同步技術(shù)。1對(duì)于小規(guī)模的塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，宜采用基于信號(hào)的同步技術(shù)，應(yīng)注意外部突發(fā)事件對(duì)信號(hào)可能產(chǎn)生的干擾；2對(duì)于大規(guī)模的塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，宜采用基于時(shí)間的同步技術(shù)；3根據(jù)工程實(shí)際需要，可選取一種或兩種同步技術(shù)組合使用。4.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證數(shù)據(jù)的共享性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的整體性、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)與其它應(yīng)用子系統(tǒng)的統(tǒng)一性。4.4.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1數(shù)據(jù)格式應(yīng)具備數(shù)據(jù)分類歸檔的功能；2具備高速存儲(chǔ)與讀取數(shù)據(jù)的能力，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位應(yīng)采用國(guó)際單位制；3具備數(shù)據(jù)自動(dòng)保存的功能，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因意外故障停止運(yùn)行時(shí)，可恢復(fù)已采集的數(shù)據(jù)；4支持在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理分析與離線數(shù)據(jù)處理分析兩種工作模式；5處于安全的物理環(huán)境，對(duì)數(shù)據(jù)資源的處理應(yīng)限定在可控制的訪問(wèn)設(shè)備內(nèi)，禁止未授權(quán)的訪問(wèn)；6預(yù)留數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)外接口，方便與其它系統(tǒng)的集成；7具備存儲(chǔ)至少六個(gè)月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的功能。4.4.3數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)采集得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行分析、診斷與評(píng)估，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行保存。4.4.4數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1具備數(shù)據(jù)初篩功能，可剔除非結(jié)構(gòu)變化引起的異常數(shù)據(jù)，并可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；2具備正確處理粗差、系統(tǒng)誤差、偶然誤差、趨勢(shì)項(xiàng)等干擾成分的能力；3具備剔除環(huán)境因素對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)影響的功能；4具備利用交叉驗(yàn)證方法進(jìn)行塔桅集群結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷、損傷識(shí)別及結(jié)構(gòu)性能評(píng)估的功能；5具備塔桅集群結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能。4.5用戶端子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.5.1用戶端子系統(tǒng)界面應(yīng)功能齊全、信息完備、操作方便，可實(shí)現(xiàn)流暢的人機(jī)交互。4.5.2用戶端子系統(tǒng)各模塊應(yīng)與數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的高效調(diào)用以及分析結(jié)果的快速存儲(chǔ)。4.5.3用戶端子系統(tǒng)宜顯示塔桅集群結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)的結(jié)果性、全局性及決策性信息、被監(jiān)測(cè)塔桅集群結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)信息以及數(shù)據(jù)預(yù)處理與數(shù)據(jù)分析的詳細(xì)信息。4.5.4用戶端子系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：1對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)分析，具備數(shù)據(jù)異常點(diǎn)識(shí)別、誤差消除、濾波降噪、趨勢(shì)分析及斷點(diǎn)截取等功能；2對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)展示、歷史數(shù)據(jù)的回查展示以及分析結(jié)果的可視化展示等功能；3對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，具備對(duì)塔桅集群結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)的診斷與預(yù)警功能。實(shí)施5.1一般規(guī)定5.1.1新建塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施宜與塔桅結(jié)構(gòu)施工同時(shí)進(jìn)行，系統(tǒng)運(yùn)行宜與塔桅結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)同步。5.1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施前應(yīng)結(jié)合業(yè)主、設(shè)計(jì)和施工各方的意見(jiàn)綜合確定實(shí)施方案，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施不應(yīng)對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)造成破壞。5.1.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施單位應(yīng)貫徹有關(guān)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，建立有效的質(zhì)量保證體系，保證系統(tǒng)實(shí)施全過(guò)程的質(zhì)量控制。5.2系統(tǒng)安裝5.2.1傳感器的安裝方式應(yīng)根據(jù)塔桅結(jié)構(gòu)特征、監(jiān)測(cè)內(nèi)容及需求綜合確定。5.2.2傳感器與結(jié)構(gòu)應(yīng)連接可靠，對(duì)于有線傳感器應(yīng)注意保護(hù)連接線纜。5.2.3傳感器應(yīng)采用防水措施，防水等級(jí)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。5.2.4數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備應(yīng)統(tǒng)一安裝存放于機(jī)柜，當(dāng)設(shè)備對(duì)運(yùn)行環(huán)境有特殊要求時(shí)可采用具備恒溫條件的機(jī)柜。5.2.5數(shù)據(jù)采集硬件與軟件的實(shí)施應(yīng)符合下列要求：1實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)同時(shí)放在本地?cái)?shù)據(jù)采集設(shè)備和監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理及管理系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)；2對(duì)要求實(shí)時(shí)處理的通道，應(yīng)采用直接采集和存儲(chǔ)的方式；3數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程應(yīng)同時(shí)采用實(shí)時(shí)傳輸和整點(diǎn)傳輸方式。5.2.6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的連接線纜應(yīng)配備防護(hù)套，接頭應(yīng)連接可靠，線扎整齊、美觀。5.3系統(tǒng)集成5.3.1系統(tǒng)集成應(yīng)考慮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、電力供應(yīng)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕Ｕ霞蛇^(guò)程中各子系統(tǒng)的正常工作。5.3.2系統(tǒng)集成應(yīng)采用模塊化、單元化及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，確保軟件與硬件模塊的兼容性。5.3.3系統(tǒng)集成應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化及人機(jī)交互，可通過(guò)用戶端子系統(tǒng)展示傳感光纜、設(shè)備與數(shù)據(jù)信息，并可在界面上直接修改各模塊功能的參數(shù)。5.3.4集成后的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)滿足自動(dòng)化、智能化、實(shí)時(shí)化及網(wǎng)絡(luò)化的要求。5.3.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件運(yùn)行環(huán)境，包括操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)有冗余部署，系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)有熱備份，設(shè)備切換時(shí)應(yīng)有提示或報(bào)警信息。5.4系統(tǒng)調(diào)試5.4.1系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)滿足下列規(guī)定：1進(jìn)場(chǎng)安裝前應(yīng)進(jìn)行傳感器標(biāo)定，標(biāo)定用的傳感器應(yīng)與被標(biāo)定傳感器具有相同的技術(shù)參數(shù)；2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試運(yùn)行前應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)時(shí)宜采用移動(dòng)采集設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行采集，并比較相同條件下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量；3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試運(yùn)行期間應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件、軟件運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)試，并保留調(diào)試記錄。5.4.2數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)滿足下列要求：1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試運(yùn)行前應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備的安裝與連接滿足設(shè)計(jì)要求，能夠保障系統(tǒng)長(zhǎng)期正常運(yùn)營(yíng)；2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試運(yùn)行時(shí)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，保證數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與完備性。5.4.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)滿足下列要求：1測(cè)試數(shù)據(jù)的讀入、讀出及查詢等功能是否滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需；2測(cè)試系統(tǒng)容量是否滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。5.4.4用戶端子系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)包括軟件各模塊功能的測(cè)試。收6.1一般規(guī)定6.1.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收應(yīng)包括進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、檢驗(yàn)與質(zhì)量驗(yàn)收兩部分。6.1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收須由相關(guān)部門委派專業(yè)人員組織驗(yàn)收，完成交付流程。6.1.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收后、正式運(yùn)營(yíng)前，宜根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定試用期，檢驗(yàn)系統(tǒng)的魯棒性、穩(wěn)定性、可靠性及安全性。6.2進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收6.2.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收文件應(yīng)包括下列資料：1設(shè)備產(chǎn)品出廠合格文件；2設(shè)備安裝配件清單；3設(shè)備使用維護(hù)說(shuō)明文件；4系統(tǒng)安裝圖紙資料。6.2.2設(shè)備安裝配件應(yīng)與清單內(nèi)容相符，并應(yīng)配備必要的連接線纜。6.2.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各類設(shè)備外觀不應(yīng)存在損壞。6.3檢驗(yàn)與質(zhì)量驗(yàn)收6.3.1檢驗(yàn)與質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)包括硬件驗(yàn)收與軟件驗(yàn)收兩部分。6.3.2硬件驗(yàn)收的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1傳感器安裝應(yīng)平整，傳感器連接處引線不應(yīng)被遮蔽；2傳感器應(yīng)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接正常，檢驗(yàn)是否正常采集塔桅結(jié)構(gòu)響應(yīng)，否則應(yīng)對(duì)傳感器以及連接線進(jìn)行檢查；3傳感器安裝驗(yàn)收應(yīng)包括布設(shè)方法、布設(shè)線路、調(diào)試結(jié)果等；4數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳輸、存儲(chǔ)設(shè)備的性能指標(biāo)應(yīng)與設(shè)計(jì)方案一致；5設(shè)備安裝與調(diào)試過(guò)程的實(shí)施記錄、照片文字應(yīng)齊全。6.3.3軟件驗(yàn)收的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1軟件子系統(tǒng)功能應(yīng)與設(shè)計(jì)方案一致；2軟件子系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行性能參數(shù)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)；3軟件子系統(tǒng)應(yīng)用的第三方評(píng)測(cè)結(jié)果；4軟件子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)管安全；5軟件子系統(tǒng)相關(guān)說(shuō)明資料應(yīng)齊全。運(yùn)維7.1一般規(guī)定7.1.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維的主要內(nèi)容應(yīng)包括：日常運(yùn)維、定期檢查與保養(yǎng)和異常狀況處理。7.1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常運(yùn)維宜每周進(jìn)行一次，定期檢查應(yīng)每3個(gè)月進(jìn)行一次，系統(tǒng)異常狀況處理應(yīng)在異常發(fā)生后24小時(shí)內(nèi)完成。7.1.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件更換后應(yīng)保證主要技術(shù)指標(biāo)不低于設(shè)計(jì)指標(biāo)。7.1.4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件應(yīng)方便更新或升級(jí)，更新或升級(jí)前后的數(shù)據(jù)應(yīng)具備連續(xù)性與一致性。7.1.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)維護(hù)管理。7.2日常運(yùn)維7.2.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常運(yùn)維應(yīng)檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)與后臺(tái)進(jìn)程運(yùn)行正常，剩余存儲(chǔ)空間滿足系統(tǒng)要求以及數(shù)據(jù)庫(kù)日志記錄完備，并對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行存檔。7.2.2監(jiān)控中心的日常運(yùn)維應(yīng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的掉電、計(jì)算機(jī)故障和系統(tǒng)通訊中斷等異常情況應(yīng)進(jìn)行處理，并對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行存檔。7.2.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行運(yùn)行安全管理，對(duì)使用系統(tǒng)的人員或設(shè)備用戶進(jìn)行身份鑒別，未經(jīng)批準(zhǔn)禁止隨意更改系統(tǒng)配置、增刪軟件和硬件、復(fù)制和傳播數(shù)據(jù)文件。7.2.4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理應(yīng)分權(quán)分域，并應(yīng)記錄所有用戶的登錄和操作7.3定期檢查與保養(yǎng)7.3.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)備定期性能檢查的內(nèi)容應(yīng)包括：1設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及顯示；2端口與連接；3外接電源與設(shè)備內(nèi)置電源；4通訊狀況。7.3.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：1斷電操作，避免設(shè)備發(fā)生短路；2定期送回廠家或計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)；3定期對(duì)防塵過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行清理，保證通風(fēng)散熱良好；4設(shè)備的內(nèi)置電池宜每半年進(jìn)行一次完全充放電；5當(dāng)設(shè)備超過(guò)使用年限或無(wú)法滿足系統(tǒng)集成的功能時(shí)，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換或升級(jí)改造。7.3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)定期對(duì)磁盤空間進(jìn)行檢查，應(yīng)保證剩余磁盤的空間不低于磁盤空間總量的20%。7.3.4系統(tǒng)軟件應(yīng)定期進(jìn)行病毒檢測(cè)與軟件匹配性檢查，應(yīng)妥善保管軟件的注冊(cè)碼和密碼。7.4異常狀況處理7.4.1當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)報(bào)警和系統(tǒng)故障兩種異常情況分別制定響應(yīng)機(jī)制和應(yīng)急措施，處置過(guò)程中的時(shí)間、現(xiàn)象、措施、結(jié)果和人員均應(yīng)詳細(xì)記錄并保存。7.4.2當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)，應(yīng)按以下規(guī)定進(jìn)行處理：1對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行登記并存檔；2對(duì)出現(xiàn)報(bào)警信息的塔桅結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體檢查，確定報(bào)警原因，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固；3做好報(bào)警原因分析的詳細(xì)記錄，建立報(bào)警信息處置檔案。7.4.3當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)按以下規(guī)定進(jìn)行處理：201對(duì)故障原因進(jìn)行分析和處理，填寫異常狀況登記表并存檔；2通知技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊測(cè)試，確定原因后對(duì)異常設(shè)備或零件進(jìn)行更換或維修；3做好故障原因分析的詳細(xì)記錄，建立故障信息處置檔案。211為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明如下：1)表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴(yán)禁”；2)表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的：正面詞采用“應(yīng)”，反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”；3)表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。2條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為：“應(yīng)符合......的規(guī)定”或“應(yīng)按......執(zhí)行”。22下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50017-201720273-20193信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求GBT22239-20194通信鋼塔桅運(yùn)行維護(hù)安全技術(shù)要求YDT2197-20105塔桅鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程CECS80-20066鋼結(jié)構(gòu)單管通信塔技術(shù)規(guī)程CECS236-20087結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CECS333-20128結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理標(biāo)準(zhǔn)T/CECS652-20199鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GY5001-200410輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范Q/GDW559-201023黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程DB23/T3098-2022條文說(shuō)明24編制說(shuō)明《塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》DB23/T3098-2022經(jīng)黑龍江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳2022年01月29日以第01號(hào)公告批準(zhǔn)、發(fā)布。本規(guī)程編制過(guò)程中，編制組經(jīng)深入研究、廣泛調(diào)查、認(rèn)真總結(jié)工程實(shí)踐，參考有關(guān)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和做法，廣泛征求有關(guān)單位和專家的意見(jiàn)，不斷修改和完善。為了便于有關(guān)人員在使用本規(guī)程時(shí)正確和執(zhí)行條文規(guī)定，本規(guī)程編制組編制了本規(guī)程的條文說(shuō)明，對(duì)條文規(guī)定的目的、依據(jù)及執(zhí)行過(guò)程中注意的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。但是，本條文說(shuō)明不具備與正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參考。251總則 26 3基本規(guī)定 294系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 5系統(tǒng)實(shí)施 47 6系統(tǒng)驗(yàn)收 48 261.0.1應(yīng)用于通信、電力、市政等領(lǐng)域的塔桅結(jié)構(gòu)塔桅結(jié)構(gòu)由于各種因素的影響，出現(xiàn)部分塔桅倒桿、腰折等現(xiàn)象而提前失效，達(dá)不到預(yù)定的服役年限或使用功能。致使通信鐵塔提前失效的因素存在于建筑物設(shè)計(jì)、實(shí)施、使用的各個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)和實(shí)施階段產(chǎn)生初始缺陷；使用階段由于服役環(huán)境的復(fù)雜性和服役時(shí)間的積累，出現(xiàn)各種缺陷或損傷。若直接對(duì)提前失效的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除重建，將大大加重日趨緊張的資源、能源供應(yīng)負(fù)擔(dān)。綜上，針對(duì)塔桅結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)服役周期長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)環(huán)境復(fù)雜，結(jié)構(gòu)損傷具有隨機(jī)性、隱蔽性及突發(fā)性等問(wèn)題，為了促進(jìn)塔桅集群結(jié)構(gòu)管養(yǎng)水平的進(jìn)步，推進(jìn)塔桅集群結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)水平，特制定本規(guī)程。制定本規(guī)程的目標(biāo)包括：1通過(guò)提供一套統(tǒng)一的分析程序、準(zhǔn)則和方法，為運(yùn)營(yíng)期塔桅集群結(jié)構(gòu)的性能及行為的預(yù)測(cè)提供可能，結(jié)合塔桅集群管養(yǎng)決策的需求分析，來(lái)指導(dǎo)塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)；2通過(guò)對(duì)塔桅集群監(jiān)測(cè)技術(shù)的選型原則、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流程、關(guān)鍵技術(shù)的解決原則的規(guī)范化，來(lái)指導(dǎo)塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)方案設(shè)計(jì)和實(shí)施方案設(shè)計(jì)；3通過(guò)對(duì)塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)分析任務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，來(lái)指導(dǎo)系統(tǒng)建成后的管理運(yùn)營(yíng)方案的制定，并指導(dǎo)基于監(jiān)測(cè)信息的塔桅集群結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估和管養(yǎng)決策的制定；4通過(guò)對(duì)塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目的可行性研究、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)和實(shí)施的招投標(biāo)等管理全周期的流程規(guī)范化，來(lái)指導(dǎo)塔桅集群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)日管理辦法的制定。1.0.2黑龍江省地處寒區(qū)，高緯度、低氣溫、強(qiáng)風(fēng)雪等惡劣環(huán)境及復(fù)雜地質(zhì)水文條件導(dǎo)致了塔桅集群結(jié)構(gòu)服役性能脆弱、施工期短、27養(yǎng)護(hù)難度大、耐久性差、安全保障能力弱等諸多難題，且黑龍江省地域遼闊，省內(nèi)有數(shù)量較大、類型眾多的塔桅結(jié)構(gòu)處于服役階段，不同類型的塔桅集群均可遵循本規(guī)程來(lái)組織監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行管理和維護(hù)。1.0.3塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，主要包括：監(jiān)測(cè)目的、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、周圍環(huán)境及荷載條件環(huán)境荷載、業(yè)主特殊要求等。在選用本規(guī)程指導(dǎo)塔桅集群結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)上述因素來(lái)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案、組織實(shí)施系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。28術(shù)語(yǔ)與符號(hào)2.1術(shù)語(yǔ)2.1.4本規(guī)程的適用對(duì)象包含了單管塔、多管塔、角鋼塔、桅桿或拉線塔等在內(nèi)的塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)收和運(yùn)維。2.1.6塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全的監(jiān)測(cè)參數(shù)包括結(jié)構(gòu)應(yīng)變、結(jié)構(gòu)變形、裂縫、振動(dòng)以及環(huán)境荷載。2.1.7交叉驗(yàn)證思想的提出是為了有效的利用有限的數(shù)據(jù)，對(duì)它們進(jìn)行重用，將數(shù)據(jù)分為兩部分，一部分?jǐn)?shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行模型的訓(xùn)練，另一部分?jǐn)?shù)據(jù)用來(lái)測(cè)試訓(xùn)練生成模型的誤差，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次切分來(lái)得到好的估計(jì)，自從交叉驗(yàn)證提出以后，人們根據(jù)不同的數(shù)據(jù)切分方式將交叉驗(yàn)證方法分為：留一交叉驗(yàn)證，留P交叉驗(yàn)證，V折交叉驗(yàn)證。(1)留一交叉驗(yàn)證，這是交叉驗(yàn)證方法中最常見(jiàn)的一種方法，其基本思想是每次從個(gè)數(shù)為N的樣本集中取出一個(gè)樣本作為驗(yàn)證集，剩下的N-1個(gè)樣本作為訓(xùn)練集，重復(fù)進(jìn)行N次，依次取遍所有N個(gè)數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證集，最后將平均的N個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)果作為誤差的估計(jì)；(2)留P交叉驗(yàn)證，類似于留一交叉驗(yàn)證，這種方法的基本思想是每次從數(shù)據(jù)集中隨機(jī)取出P個(gè)樣本作為驗(yàn)證集，剩下的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，最后用所有結(jié)果的平均值作為誤差的估計(jì)；(3)V折交叉驗(yàn)證，這種方法首先是把數(shù)據(jù)集平均分為V份，每次從V份數(shù)據(jù)集中拿出一份數(shù)據(jù)集作為驗(yàn)證集，剩下的V-1份數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練集，重復(fù)進(jìn)行V次，最后平均V次的結(jié)果作為最后誤差的估計(jì)。29基本規(guī)定3.0.1本條款的具體解釋如下所示：2相似塔桅結(jié)構(gòu)指結(jié)構(gòu)形式、截面形式、邊界條件、材料特性相似的塔桅結(jié)構(gòu)，基于交叉驗(yàn)證的算法要求集群內(nèi)有足夠相似結(jié)構(gòu)，因此規(guī)定相似塔桅結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于50%。3.0.2本條款的具體解釋如下所示：3非標(biāo)塔型指鐵塔標(biāo)準(zhǔn)圖集中不存在的塔桅結(jié)構(gòu)，主要包括一體化塔房、增高架等結(jié)構(gòu)；特殊塔型指在集群中與大多數(shù)塔型相異的塔桅結(jié)構(gòu)。6其他特殊情況指周邊工程施工、地震、暴雨洪澇災(zāi)害等情況。3.0.3塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)有明確的總體監(jiān)測(cè)目標(biāo)，應(yīng)針對(duì)具體塔桅結(jié)構(gòu)對(duì)象來(lái)設(shè)定總體目標(biāo)，通過(guò)直接或間接監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的局部或整體參數(shù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)性能及損傷狀況。塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)應(yīng)定位適宜，應(yīng)根據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀、資金情況等選擇適宜的目標(biāo)。3.0.4塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)有明確的總體監(jiān)測(cè)目標(biāo)，應(yīng)針對(duì)具體塔桅結(jié)構(gòu)對(duì)象來(lái)設(shè)定總體目標(biāo)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)應(yīng)定位適宜，應(yīng)根據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀、資金情況等選擇適宜的目標(biāo)。3.0.6塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝應(yīng)在不影響主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度及質(zhì)量的前提下進(jìn)行，因此，系統(tǒng)安裝位置應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)主體施工方案綜合進(jìn)行確定。3.0.8塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)保證在結(jié)構(gòu)全壽命周期內(nèi)正常運(yùn)行，因此傳感器應(yīng)具有良好的耐久性和可維護(hù)性。除特殊位置的傳感器外，大部分重要的傳感器應(yīng)考慮耐久性及后期維護(hù)和更換的可行性，如果發(fā)現(xiàn)傳感器失效，應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)完成更換。傳感器應(yīng)設(shè)置標(biāo)識(shí)和采取必要的防護(hù)措施，避免暴雨雷擊、動(dòng)物侵害、人為損害等影響。對(duì)易受環(huán)境影響或安裝在結(jié)構(gòu)表面的傳感器，30應(yīng)考慮日照、雨淋、冰凍、風(fēng)沙等惡劣天氣的影響，必要時(shí)應(yīng)采取特殊防護(hù)措施。同時(shí)，應(yīng)定期檢查傳感器工作和運(yùn)行狀況，定期進(jìn)行保養(yǎng)、檢定，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)校準(zhǔn)、維修或更換。影響傳感器的耐久性主要包括如下因素：(1)使用環(huán)境溫度、濕度；(2)大氣壓力；(3)潮濕環(huán)境腐蝕；(4)日曬、雨淋、冰凍、風(fēng)沙等；(5)動(dòng)物損害、人為損害等。為保證傳感器耐久性與可維護(hù)性條件，應(yīng)對(duì)傳感器做好相應(yīng)的防護(hù)及維護(hù)措施，包括：(1)防塵防水：潮濕環(huán)境、粉塵對(duì)傳感器危害很大，在操作中應(yīng)采用防護(hù)等級(jí)為IP66的保護(hù)裝置進(jìn)行防塵防水；(2)防腐蝕：及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)防腐蝕處理，使傳感器達(dá)到密封條件；(3)防雷：定期對(duì)保護(hù)套進(jìn)行接地測(cè)試，須在雷雨季節(jié)對(duì)防雷裝置進(jìn)行全面檢查，保證防雷裝置的合格；(4)定期檢查：定期對(duì)傳感器進(jìn)行巡視，檢查是否存在損壞或失準(zhǔn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危及傳感器安全的因素，預(yù)先采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防范。3.0.9實(shí)際使用過(guò)程中部分監(jiān)測(cè)硬件設(shè)備可能出現(xiàn)不同程度的損壞，因此，對(duì)關(guān)鍵參數(shù)和重要部位的監(jiān)測(cè)，應(yīng)配置多個(gè)相同類型或不同類型的硬件設(shè)備，避免出現(xiàn)硬件損壞導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)或無(wú)法測(cè)量等問(wèn)題。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件應(yīng)與硬件相匹配，具有良好的用戶使用性能。31系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1一般規(guī)定4.1.2塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各子系統(tǒng)構(gòu)成應(yīng)滿足表1中的內(nèi)容：表1塔桅集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成序號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成要素1傳感子系統(tǒng)由采集各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)的傳感器組成傳感器類型、傳感器性能指標(biāo)、測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置2數(shù)據(jù)采集及傳輸子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集設(shè)備及通訊傳輸模塊組成數(shù)據(jù)采集及傳輸方式3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)及數(shù)據(jù)分析模塊組成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理分析4用戶端子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)預(yù)處理、塔桅結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷、數(shù)據(jù)可視化模塊組成塔桅集群結(jié)構(gòu)狀態(tài)診斷、結(jié)構(gòu)潛在運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警4.2傳感子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1考慮經(jīng)濟(jì)性的要求，一般需要選擇整體變形、風(fēng)荷載以及環(huán)境溫度作為監(jiān)測(cè)項(xiàng)，若經(jīng)費(fèi)允許，宜補(bǔ)充整體動(dòng)態(tài)響應(yīng)、模態(tài)參數(shù)、關(guān)鍵部位應(yīng)變等作為監(jiān)測(cè)內(nèi)容。其中，整體變形、風(fēng)荷載、整體動(dòng)態(tài)響應(yīng)的監(jiān)測(cè)應(yīng)將傳感器布設(shè)在塔頂，環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)可將傳感器布設(shè)在塔底，模態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)應(yīng)沿塔身布設(shè)傳感器，關(guān)鍵部位應(yīng)變的監(jiān)測(cè)應(yīng)將傳感器布設(shè)在應(yīng)變較大的位置以及既有損傷位置。4.2.2本條款的具體解釋如下所示：322三維位移監(jiān)測(cè)可選擇高精度全站儀，衛(wèi)星定位系統(tǒng)和三維激光掃描儀等進(jìn)行監(jiān)測(cè)；傾角監(jiān)測(cè)宜采用傾角傳感器，可根據(jù)監(jiān)測(cè)要求選用固定式或便攜式傾角傳感器。3當(dāng)變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括多個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象時(shí)，其監(jiān)測(cè)頻率宜保持一致；首次監(jiān)測(cè)應(yīng)選擇兩次獨(dú)立量測(cè)的平均值作為變形量測(cè)的初始值；當(dāng)監(jiān)測(cè)值達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的預(yù)警值或發(fā)生異常變形時(shí)應(yīng)增加監(jiān)測(cè)頻率。4.2.3本條款的具體解釋如下所示：1振動(dòng)監(jiān)測(cè)參數(shù)類別可選擇加速度、速度、位移，宜采用慣性式傳感器，以空間不動(dòng)點(diǎn)為參考坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a)加速度量測(cè)可選用力平衡加速度傳感器、電動(dòng)速度擺加速度傳感器、ICP型壓電加速度傳感器、壓阻加速度傳感器；b)速度量測(cè)可選用電動(dòng)位移擺速度傳感器，也可通過(guò)對(duì)加速度傳感器的積分獲得速度值；c)位移測(cè)量可利用電動(dòng)位移擺速度傳感器積分計(jì)算得到位移值。4.2.4本條款的具體解釋如下所示：1結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)與變形監(jiān)測(cè)宜同步實(shí)時(shí)進(jìn)行，以反映環(huán)境荷載作用下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化，推斷結(jié)構(gòu)抗力變化規(guī)律，以及與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的差異。2結(jié)構(gòu)應(yīng)變可選用電阻應(yīng)變計(jì)、振弦式應(yīng)變計(jì)、光纖類應(yīng)變計(jì)等應(yīng)變傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。4.2.5本條款的具體解釋如下所示：2環(huán)境荷載的監(jiān)測(cè)應(yīng)滿足下列規(guī)定：a)風(fēng)壓監(jiān)測(cè)宜選用微壓量程、具備正負(fù)壓力測(cè)量的壓力傳感器；安裝時(shí)應(yīng)避免對(duì)結(jié)構(gòu)外立面的影響，并采取有效保護(hù)措施；風(fēng)壓測(cè)點(diǎn)宜根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，無(wú)風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)風(fēng)荷載分布特征及結(jié)構(gòu)分析結(jié)果布置測(cè)點(diǎn)。b)風(fēng)速以及風(fēng)向監(jiān)測(cè)可選用風(fēng)速儀，風(fēng)速儀應(yīng)安裝在工程結(jié)構(gòu)繞流影響區(qū)域之外，監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)包括脈動(dòng)風(fēng)速、平均風(fēng)速和風(fēng)向。c)構(gòu)件溫度監(jiān)測(cè)可為結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算提供溫度補(bǔ)償依據(jù)，環(huán)33境濕度監(jiān)測(cè)可為基于溫濕度的腐蝕壽命計(jì)算提供數(shù)據(jù)支持。d)溫度監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在溫度梯度變化較大位置，以反映溫度場(chǎng)變化規(guī)律；對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力及變形受環(huán)境溫度影響大的區(qū)域，宜增加溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)；大氣溫度儀可與風(fēng)速儀一并安裝在結(jié)構(gòu)表面，獲得大氣溫度值；e)溫度傳感器宜選用監(jiān)測(cè)范圍大、精度高、線性化及穩(wěn)定性好的傳感器；f)長(zhǎng)期溫度監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)包括日平均溫度、日最高溫度和日最低溫度；結(jié)構(gòu)溫度分布監(jiān)測(cè)時(shí)，宜繪制結(jié)構(gòu)溫度分布等溫線圖。g)濕度傳感器應(yīng)具備響應(yīng)時(shí)間短、溫度系數(shù)小，穩(wěn)定性好以及濕滯后作用低的特點(diǎn)，濕度宜采用相對(duì)濕度表示，監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)為12%RH~99%RH；h)濕度傳感器宜與溫度傳感器以及風(fēng)速儀一并安裝，宜布置在濕度變化大，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性影響大的部位；i)長(zhǎng)期濕度監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)包括日平均濕度、日最高濕度和日最低濕度；j)由于目前的傳感技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)冰、雪荷載的直接監(jiān)測(cè)，可根據(jù)其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)(風(fēng)速、溫度、濕度等)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)性分析，實(shí)現(xiàn)冰、雪荷載的間接監(jiān)測(cè)。4.2.7本條款的具體解釋如下所示：3由于黑龍江地處高緯高寒地區(qū)，年均氣溫在0?C以下，最北部的漠河地區(qū)年最低溫度可達(dá)-50?C，因此，正常情況下傳感器的最低工作溫度應(yīng)達(dá)到-40?C。對(duì)于不同的傳感器，可根據(jù)表2中的監(jiān)測(cè)要求進(jìn)行選?。罕?常用傳感器的參數(shù)要求傳感器名稱技術(shù)指標(biāo)應(yīng)變計(jì)1.工作溫度：-40~60℃2.量程：±1500微應(yīng)變34傳感器名稱技術(shù)指標(biāo)3.精度：±3~5微應(yīng)變4.分辨率：1微應(yīng)變傾角傳感器1.工作溫度：-40~85℃2.傾角測(cè)量范圍：±90°3.分辨率：0.0055°4.傾角測(cè)量精度：0.005°塔頂變位傳感器1.靜態(tài)基線解算精度3mm+0.5ppm2.快速靜態(tài)基線精度6mm+0.5ppm3.動(dòng)態(tài)點(diǎn)位10mm+0.5ppm4.最大采樣頻率≥5Hz5.工作環(huán)境-40~55℃振動(dòng)傳感器1.工作溫度：-40~60℃2.靈敏度：≥0.3V/m/s23.量程：±2g4.通頻帶：0.25~80Hz5.分辨率：5×10-7g風(fēng)速風(fēng)向儀1.風(fēng)速測(cè)量范圍：不低于當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)風(fēng)速2.風(fēng)速測(cè)量精度：±0.3m/s3.風(fēng)向范圍：0~359.9°全方位，無(wú)盲區(qū)4.風(fēng)向測(cè)量精度：±3°(當(dāng)風(fēng)速=10米/秒)5.環(huán)境溫度：-40~+80℃；6.環(huán)境濕度：0~100%RH；溫濕度傳感器1.濕度測(cè)量范圍：0~100%RH2.溫度測(cè)量范圍：-40~+60℃3.空氣溫度測(cè)量精度：±0.6℃4.濕度測(cè)量精度：±3%RH(0~40℃)354.3數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1本條款的具體解釋如下所示：1數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)滿足表3中的規(guī)定：表3數(shù)據(jù)采集設(shè)備技術(shù)要求條目具體要求性能設(shè)計(jì)主要考察指標(biāo)及規(guī)格輸入范圍√采樣頻率√通道狀況√數(shù)據(jù)容量√分辨率√精度√重復(fù)性√傳輸率√在線模式√可靠性設(shè)計(jì)使用壽命符合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體要求數(shù)據(jù)校準(zhǔn)功能設(shè)計(jì)優(yōu)先采用定期外校準(zhǔn)按需采用抗電磁干擾設(shè)計(jì)串模干擾抑制共模干擾抑制環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)工作溫度符合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體要求防護(hù)功能高低溫保護(hù)抗沖擊和振動(dòng)防潮和鹽霧36條目具體要求安全必要安全防護(hù)2數(shù)據(jù)采集模式的具體內(nèi)容為：a)全時(shí)采集：采集設(shè)備進(jìn)行全時(shí)(實(shí)時(shí))連續(xù)的采集；b)定時(shí)采集：采集設(shè)備進(jìn)行非全時(shí)工作，僅在指定某時(shí)間內(nèi)全時(shí)(實(shí)時(shí))連續(xù)采集，既可以是周期性的，也可以是非周期性的；c)觸發(fā)采集：采集數(shù)據(jù)觸發(fā)預(yù)設(shè)閾值時(shí)采集設(shè)備進(jìn)行全時(shí)(實(shí)時(shí))連續(xù)采集；d)混合采集：采集數(shù)據(jù)未觸發(fā)預(yù)設(shè)閾值時(shí)采用定時(shí)采集，觸發(fā)閾值時(shí)采用觸發(fā)采集。6數(shù)據(jù)采集設(shè)備的安置場(chǎng)所應(yīng)滿足表4中的規(guī)定：表4數(shù)據(jù)采集設(shè)備安置場(chǎng)所要求條目場(chǎng)所要求位置地理位置應(yīng)具體明確、相對(duì)固定、便利到達(dá)、易管理和維護(hù)空間容量應(yīng)滿足采集設(shè)備正常運(yùn)行和管養(yǎng)人員運(yùn)維操作的空間需求，并應(yīng)保留足夠擴(kuò)展空間安全防火應(yīng)具備必要措施保障人員和設(shè)備安全防雷防輻射源應(yīng)遠(yuǎn)離輻射源，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)設(shè)備和人員應(yīng)具備相應(yīng)防護(hù)等級(jí)防侵入應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定的防侵入措施防泄密應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)保密法律法規(guī)規(guī)定的保密措施環(huán)境濕度應(yīng)保持干燥,難以保證干燥時(shí)設(shè)備應(yīng)具備相應(yīng)防護(hù)等級(jí)溫度應(yīng)安裝空調(diào)等設(shè)備保證匹配采集設(shè)備的工作溫度要求電力不間斷電源應(yīng)盡可能提供；對(duì)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須提供應(yīng)穩(wěn)定、可靠電磁干擾應(yīng)無(wú)干擾或低干擾，應(yīng)匹配采集設(shè)備電磁兼容特性37條目場(chǎng)所要求通訊有線/無(wú)線方式應(yīng)提供滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的傳輸方式通訊質(zhì)量應(yīng)保證高質(zhì)量、可控、穩(wěn)定可靠的通信質(zhì)量通訊路徑應(yīng)保證通訊線路的專用和專管互聯(lián)網(wǎng)條件(1)符合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求；(2)符合國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；(3)符合保密法規(guī)采集站配套的上位機(jī)宜采用穩(wěn)定的工控機(jī)4.3.2本條款的具體解釋如下所示：1基于信號(hào)的同步技術(shù)：采用基于時(shí)鐘同步模塊的時(shí)鐘頻率共享技術(shù)，各級(jí)終端設(shè)備中裝有時(shí)鐘同步模塊，再用有線介質(zhì)將各個(gè)設(shè)備相連，以其中之一作為主模塊，其余的作為從模塊。主模塊內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)電纜同步從模塊內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào)。各級(jí)終端設(shè)備時(shí)間戳的同步應(yīng)采用同一網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器；2基于時(shí)間的同步技術(shù)：系統(tǒng)各部分具有一個(gè)公共的時(shí)間基準(zhǔn)作為參考，可以基于該基準(zhǔn)時(shí)間生成事件、觸發(fā)和時(shí)鐘。對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸，可以利用包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如北斗、GPS等)、NTP、IEEE1588和IRIG-B等各種時(shí)間的參考基準(zhǔn)，借助絕對(duì)定時(shí)，實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)與同步；3有線傳輸：是指兩個(gè)通信設(shè)備之間使用物理連接，將信號(hào)從一方傳到另一方。常用的介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纜等，常用RSRSRSRJ45等；4無(wú)線傳輸：是指兩個(gè)通信設(shè)備之間不使用任何物理連接，將信號(hào)通過(guò)空間傳輸?shù)囊环N技術(shù)。通常可分為無(wú)線廣域通信網(wǎng)(無(wú)線公網(wǎng))和無(wú)線局域通信網(wǎng)兩種方式。無(wú)線廣域通信網(wǎng)絡(luò)可采用4G或5G等方式；無(wú)線局域通信網(wǎng)可采用如TCP/IP、ZIGBEE、藍(lán)牙等傳輸協(xié)議。4.3.4本條款的具體解釋如下所示：2數(shù)據(jù)傳輸根據(jù)同步性可分為：38a)異步傳輸：以字符為單位進(jìn)行傳輸，傳輸字符之間的時(shí)間間隔可以是隨機(jī)的、不同步的。但在傳輸一個(gè)字符的時(shí)段內(nèi)，收發(fā)雙方仍需依據(jù)比特流保持同步，所以也稱為起-止式同步傳輸。異步傳輸方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但需在每個(gè)字符的首尾附加起始位和停止位，因而它的額外開銷大，傳輸效率低。這種方式主要用于低速傳輸?shù)脑O(shè)備。b)同步傳輸：同步傳輸是指在一組字符(數(shù)據(jù)包、幀)之前加入同步字符，同步字符之后可以連續(xù)發(fā)送任意多個(gè)字符。同步方式中，數(shù)據(jù)傳輸額外開銷小，傳輸效率高。但是同步方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，傳輸中的一個(gè)錯(cuò)誤將影響整個(gè)字符組(而異步傳輸中的同樣錯(cuò)誤只影響一個(gè)字符的正確接收)。這種方式用于高速傳輸?shù)脑O(shè)備。3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)備份機(jī)制，以保證在傳輸線路故障時(shí)數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。宜設(shè)置多卡槽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)或以其他方式保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，目的是對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫時(shí)，仍能保證高質(zhì)量的連續(xù)采集和存儲(chǔ)，以滿足不間斷連續(xù)采集和傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)需要，存儲(chǔ)介質(zhì)的容量應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的具體需求。4.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)應(yīng)滿足可靠性、先進(jìn)性、開放性、可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)性、數(shù)據(jù)共享性等要求，保障存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的有序存檔、快速查詢、實(shí)時(shí)在線或離線處理，方便數(shù)據(jù)查詢與調(diào)用，保證用戶方便、快速、準(zhǔn)確地檢索到所需的信息。4.4.2本條款的具體解釋如下所示：2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的存儲(chǔ)與讀取速度應(yīng)大于數(shù)據(jù)的采集與輸出速度，并預(yù)留一定的冗余度，從而保證后期系統(tǒng)升級(jí)或測(cè)點(diǎn)增多后數(shù)據(jù)庫(kù)仍能正常工作。7數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)存儲(chǔ)、管理和操作的對(duì)象是海量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)測(cè)點(diǎn)數(shù)量、采樣頻率、監(jiān)測(cè)時(shí)間等因素估計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量。394.4.3本條款的具體解釋如下所示：2數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法包含表5中的內(nèi)容：表5數(shù)據(jù)粗差及誤差處理方法處理項(xiàng)目處理方法粗差、異常點(diǎn)應(yīng)判斷異常點(diǎn)產(chǎn)生原因，剔除系統(tǒng)自身的粗差誤差偶然誤差宜用平均值法消除系統(tǒng)誤差宜修正儀器濾波降噪平均值法靜態(tài)監(jiān)測(cè)宜采用平均值法；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)宜按需設(shè)置各類濾波器。低通濾波高通濾波帶通濾波其他濾波去趨勢(shì)項(xiàng)按需進(jìn)行截?cái)鄳?yīng)截選離散非時(shí)限信號(hào)有限時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行處理3當(dāng)溫度可觀測(cè)時(shí)，可采用多元線性回歸、支持向量回歸或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法分離其成分；當(dāng)溫度不可觀測(cè)時(shí)，結(jié)構(gòu)響應(yīng)中的溫度成分可被看成潛變量，并由主成分分析、因子分析、非線性主成分分析、盲源分離等潛變量分析方法進(jìn)行提取。下面簡(jiǎn)要介紹當(dāng)溫度可觀測(cè)和不可觀測(cè)時(shí)的多元線性回歸方法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和主成分分析方法。多元回歸方法即建立多個(gè)自變量與一個(gè)因變量的關(guān)系，該方法可建立溫度-結(jié)構(gòu)響應(yīng)關(guān)系模型?？紤]到一個(gè)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)是由多個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度和溫差共同影響，且結(jié)構(gòu)響應(yīng)與多個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度及溫差具有相關(guān)關(guān)系，因此，可將結(jié)構(gòu)溫度及溫差作為輸入，將結(jié)構(gòu)響應(yīng)作為輸出。通過(guò)給定的訓(xùn)練樣本集D=[εh,T,T]，采用多元回歸分析建立輸入和輸出的模型如式(1)所示：40(1)(1)i=1式中w——監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)；ai——各測(cè)點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的擬合系數(shù)；bi——各測(cè)點(diǎn)溫差所對(duì)應(yīng)的擬合系數(shù)；ci——各測(cè)點(diǎn)溫度的二次方所對(duì)應(yīng)的擬合系數(shù)；b——常數(shù)項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上，可計(jì)算擬合值與實(shí)測(cè)值的殘差如下式所示，殘差可認(rèn)為不受溫度變化的影響。Rhhε(2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種按誤差擬傳播算法訓(xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，它有輸入層、輸出層和隱含層組成。BP網(wǎng)絡(luò)模型將一組樣本的輸入輸出問(wèn)題變成一個(gè)非線性優(yōu)化的問(wèn)題。由于采集得到結(jié)構(gòu)各個(gè)位置的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，它們之間存在非線性關(guān)系，因此，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效建立多測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)響應(yīng)與溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型，進(jìn)而有效剔除溫度影響。為利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立結(jié)構(gòu)響應(yīng)與溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系，將監(jiān)測(cè)樣本集合Φ定義如下：(3)(3)式中Tinput——溫度監(jiān)測(cè)樣本，將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層樣本集；εoutput——數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)樣本，將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層樣本集。將輸入層與輸出層樣本集代入BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立輸入層與輸出層樣本集之間的關(guān)系模型，如下式所示，式中L()——BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層與輸出層之間的函數(shù)關(guān)系模型；416——參考狀態(tài)下BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的殘差矩陣，該殘差可認(rèn)為不受溫度變化的影響。主成分分析是一種多元統(tǒng)計(jì)方法，該方法對(duì)于消除結(jié)構(gòu)損傷診斷時(shí)的環(huán)境溫度影響效果很好。首先構(gòu)造中心化處理后結(jié)構(gòu)響應(yīng)ε的協(xié)方差矩陣Σ，并對(duì)該協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，如式(5)所示：Σ=T=PΛPT(5)式中——ε的中心化處理結(jié)果；Λ——協(xié)方差矩陣Σ的特征值矩陣，為對(duì)角矩陣；P——協(xié)方差矩陣Σ的特征向量矩陣，為正交矩陣。Λ矩陣中特征值越大，其對(duì)應(yīng)的主成分反應(yīng)樣本信息量越多，利用該特點(diǎn)將特征向量矩陣P分成兩部分，如式(6)所示，PPP(6)式中P1——特征值排序較大部分對(duì)應(yīng)的特征向量，為剔除溫度對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)變化分量，P1一般取第一階主成分；P——除P1之外的其余特征向量。在此基礎(chǔ)上，利用下式即可計(jì)算出剔除溫度影響的結(jié)構(gòu)響應(yīng)殘?jiān)诶帽O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)，宜利用原始數(shù)據(jù)提取對(duì)結(jié)構(gòu)損傷敏感而對(duì)環(huán)境與運(yùn)營(yíng)荷載變化不敏感的損傷特征。利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提取的對(duì)環(huán)境與運(yùn)營(yíng)荷載變化不敏感的特征指標(biāo)主要分為：統(tǒng)計(jì)特征、力學(xué)特征以及深度學(xué)習(xí)特征。統(tǒng)計(jì)特征可歸納為統(tǒng)計(jì)分布特征、統(tǒng)計(jì)模型特征和其他統(tǒng)計(jì)特征幾類。較為通用的統(tǒng)計(jì)分布特征有均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、峰態(tài)、斜度、極值、均方根值、分位數(shù)等；統(tǒng)計(jì)模型特征由統(tǒng)計(jì)建模的參數(shù)得到，例如由自回歸模型定義的自回歸系數(shù)、自回歸系數(shù)的距離度量、自回歸殘差42等；其他類型的統(tǒng)計(jì)特征包括由相關(guān)性分析、主成分分析等方法獲得的特征。4在使用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的異常診斷算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)，可利用結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)下的損傷特征構(gòu)建損傷診斷指標(biāo)并定義異常診斷閾值，待診斷狀態(tài)下?lián)p傷診斷指標(biāo)超過(guò)閾值即被判斷為異常。在使用結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的損傷特征定義異常診斷閾值時(shí)，可采用基于馬氏距離的方法。首先計(jì)算健康狀態(tài)損傷特征的馬氏距離作為損傷診斷指標(biāo)，如下式所示：式中γh——健康狀態(tài)下的損傷診斷指標(biāo)；Rh——健康狀態(tài)下?lián)p傷特征矩陣；Rh——健康狀態(tài)下?lián)p傷特征的均值矩陣；Ch——健康狀態(tài)下?lián)p傷特征的矩的協(xié)方差矩陣。異常診斷閾值可通過(guò)區(qū)間估計(jì)的置信度定義如下：(8)(9)式中n——異常診斷閾值；?——保證系數(shù)，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)而定，可取1.2；在此基礎(chǔ)上，比較待診斷狀態(tài)下?lián)p傷診斷指標(biāo)與閾值，進(jìn)而完成損傷識(shí)別。待診斷狀態(tài)下?lián)p傷診斷指標(biāo)如下所示：(10)(10)式中γd——待診斷狀態(tài)下的損傷診斷指標(biāo)；Rd——待診斷狀態(tài)下?lián)p傷特征矩陣。另外一種異常診斷閾值定義方法為休哈特控制圖法。其基本思想是：針對(duì)正態(tài)分布數(shù)據(jù)中的小概率事件，制定相應(yīng)的閾值。假定損傷特征樣本E服從正態(tài)分布E~N(仍,G2)，當(dāng)顯著性水平為a時(shí)，43l達(dá)式可如下式所示：(11)式中山——損傷特征樣本的總體均值；G——損傷特征的總體標(biāo)準(zhǔn)差；v議/2——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布上的議/2分為點(diǎn)。當(dāng)顯著性水平為議時(shí)，損傷特征樣本均值E在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的取值范圍為：除此之外，還可利用極值統(tǒng)計(jì)、似然比檢驗(yàn)等其它基于概率的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的異常診斷。在利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)，可采用模式識(shí)別方法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷的判別、定位以及損傷程度的計(jì)算。常用的處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的模式識(shí)別方法分為有監(jiān)督的方法和無(wú)監(jiān)督的方法。有監(jiān)督的方法主要包括：線性回歸、非線性回歸、支持向量回歸、自回歸等回歸方法和樸素貝葉斯、支持向量機(jī)、決策樹、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分類方法。常用的無(wú)監(jiān)督方法主要包括：K均值聚類、層次聚類、模糊聚類、遺傳算法等聚類方法和相關(guān)分析方法。在采用靜力荷載法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別時(shí)，某點(diǎn)實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的比值明顯大于其它測(cè)點(diǎn)該比值時(shí)，可判斷該位置發(fā)生損傷；同時(shí)，通過(guò)比較損傷位置與其它監(jiān)測(cè)位置該比值的大小，可評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷的程度。簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理與損傷診斷示例如下：a)簡(jiǎn)支梁測(cè)點(diǎn)44LLyPDyPDLyPDiLyPDn1」b)損傷位置識(shí)別圖2靜力荷載法結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別示例針對(duì)集群結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)通過(guò)進(jìn)一步交叉診斷算法進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)損傷診斷與狀態(tài)評(píng)估。針對(duì)同一測(cè)點(diǎn)的決策，依次選擇不同的測(cè)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，取數(shù)次結(jié)果的均值來(lái)決策該測(cè)點(diǎn)有無(wú)發(fā)生損傷。假設(shè)第1聚類組內(nèi)，共有n1個(gè)測(cè)點(diǎn)，待診斷狀態(tài)下，采用留一交叉驗(yàn)證思想，取其中第o個(gè)測(cè)點(diǎn)作為驗(yàn)證集，即以第o個(gè)測(cè)點(diǎn)為參考，求其他測(cè)點(diǎn)的損傷診斷因子的集合，記為γD，依次循環(huán)直到所有測(cè)點(diǎn)都用作驗(yàn)證集，則n1次驗(yàn)證結(jié)果的集合記為γPD，nn1n1n1|(13)nn1n1n1|(13)式中