泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報告

泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報告一、選題背景作為國內(nèi)首座跨江大橋之一，泰州長江公路大橋于2010年開工建設(shè)，2012年建成通車。該大橋位于江蘇省泰州市東側(cè)，連接城市南岸沿江高速與北岸蘇州方向的高速公路，并和大沙河路、龍泉路等重要道路形成了完善的交通網(wǎng)絡(luò)。該橋具有承載東西南北四方進(jìn)出泰州市區(qū)的重要交通樞紐地位，也為東南沿海和長江兩岸經(jīng)濟(jì)交流及區(qū)域一體化發(fā)展發(fā)揮了重要作用。橋梁安全一直是重中之重，對于跨江大橋尤為重要。橋梁有很多可能引起失穩(wěn)的因素，例如車輛通過、風(fēng)荷載、地震等等，如果出現(xiàn)振動過大的情況，一旦發(fā)生破壞事故，將會對橋梁使用安全造成嚴(yán)重危害。因此，對于跨江大橋的振動監(jiān)測與控制非常必要。目前，一些橋梁振動監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。在大型橋梁上增加振動監(jiān)測裝置，能夠?qū)崟r采集橋梁的振動信息，方便工作人員分析橋梁狀態(tài)以及檢測是否存在異常情況，從而采取措施進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。在橋梁上安裝振動監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以保障橋梁的安全性，還能夠提高橋梁的使用壽命，降低橋梁的維護(hù)成本，因此得到了廣泛的應(yīng)用。二、研究目的與意義本項目旨在開發(fā)并實(shí)現(xiàn)泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)，通過對大橋振動情況的實(shí)時監(jiān)測，保障大橋的使用安全，縮短故障排除的時間，提高大橋的使用效率和壽命。具體目的如下：1.設(shè)計開發(fā)一套適合泰州長江公路大橋的振動監(jiān)測系統(tǒng)。2.通過無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大橋振動數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸。3.開發(fā)基于云計算平臺的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對大橋振動數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測能力。三、研究內(nèi)容本項目的核心內(nèi)容是泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，具體包括以下幾個方面：1.無線傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。2.無線傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)議設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。3.無線傳感器節(jié)點(diǎn)接收和處理數(shù)據(jù)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。4.數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸、存儲和處理的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。5.基于云計算平臺的大數(shù)據(jù)分析與處理的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。四、研究方法我們將采用以下方法進(jìn)行研究：1.調(diào)研和研究已有的橋梁振動監(jiān)測系統(tǒng)，研究國內(nèi)外先進(jìn)的振動傳感技術(shù)，利用前沿技術(shù)，綜合各種因素進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。2.采用無線傳感器節(jié)點(diǎn)，通過ZigBee協(xié)議與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。3.輸入自由度振動方程，利用數(shù)值方法計算出節(jié)點(diǎn)的振動響應(yīng)曲線。4.通過云端計算，實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的集中處理和分析，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性。五、研究成果本項目將實(shí)現(xiàn)泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)將可自動采集并上傳數(shù)據(jù)到云端計算平臺，分析系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)管理和可視化。該系統(tǒng)具有以下成果：1.實(shí)現(xiàn)泰州長江公路大橋無線振動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。2.實(shí)時監(jiān)測大橋振動情況，保障大橋的安全性。3.通過大數(shù)據(jù)分析服務(wù)，對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，提供精準(zhǔn)的預(yù)警信息。六、進(jìn)度安排本項目的進(jìn)度安排如下表所示：|時間|進(jìn)度安排||------------|----------------------||2021.9-2021.10|文獻(xiàn)調(diào)研、項目開題||2021.11-2022.3|系統(tǒng)設(shè)計及實(shí)現(xiàn)||2022.4-2022.6|系統(tǒng)測試和優(yōu)化||2022.7-2022.8|撰寫畢業(yè)論文||2022.9-2022.10|畢業(yè)論文答辯|七、參考文獻(xiàn)[1]MaoJH,CuiXT,WangMJ.WirelessSensorNetworkBasedStructuralHealthMonitoringSystemforLong-spanSuspensionBridges[J].JournalofHighways&TransportationResearch&Development,2018,15(06):128-134.[2]WangXM.TheApplicationandProspectofVibrationMeasurementandMonitoringTechnologyinBridgeEngineering[J].ElectronicDesignEngineering,2021,29(05):210-211.[3]TangC,WangG,MaYC.StructuralHealthMonitoringofBridgeBasedonMEMSAccelerometer