桥梁健康监测系统运营维护与管理标准

2023年12月12日发(作者：写景作文范文)

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桥梁健康监测系统运营维护与管理标准

1 范围

本文件规定了桥梁健康监测系统运营维护与管理的基本规定、桥梁健康监测系统与管养衔接、日常检查与维护、定期检查与维护、特殊检查与维护、桥梁预警与状态评估。

本文件适用于桥梁健康监测系统运营维护与管理。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

J∕T∕T 1037 公路桥梁结构安全监测系统技术规程

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

桥梁健康监测系统 bridge health monitoring system

由安装在桥梁的传感系统以及数据采集与传输、数据处理与管理、用户界面等软硬件构成，对桥梁的环境、荷载效应以及结构的性能参数进行测量、采集、处理、分析，并对桥梁结构状态进行技术评估和安全预警的体系。

传感系统 nsing system

获取桥梁运营过程中的环境状态、交通荷载、结构响应数据而安装在桥梁上的所有传感器的总称。

数据采集设备 data acquisition equipment

从传感器和其它测试设备中采集被测参数信号，并进行转换和预处理的仪器或装置。

数据传输设备 data transmission equipment

将数据采集设备采集的数据传输到数据中心或者用户终端的仪器或装置。一般包括数据传输两端的终端装置、网络互联装置、以及传输介质。

数据存储设备 data storage equipment

存储桥梁监测数据的仪器或装置，一般包括独立服务器、云服务器、离线存储器。

软件系统 software system 按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，实现桥梁监测数据采集、传输、存储、桥梁状态评估和数据可视化等功能。

预警 early-warning

桥梁健康监测系统监测数据的特征指标达到或超过设定值，自动发出警示。

状态评估 state evaluation

通过分析桥梁健康监测系统的监测数据，实现对桥梁结构的技术状态进行评价。

4 系统总体要求

桥梁健康监测系统运营维护与管理包括：系统与管养衔接，系统运营期的日常检查与维护、定期检查与维护、特殊检查与维护，以及桥梁安全预警与状态评估。

桥梁健康监测系统运营维护与管理应在桥梁健康监测系统交付管养单位后开展。

桥梁健康监测系统运营维护与管理应以辅助桥梁安全风险防控和养护管理为目标，对桥梁环境与荷载作用、结构整体和局部响应进行监测，通过监测数据分析对桥梁结构进行安全预警和状态评估。

桥梁健康监测系统运行过程应遵循稳定可靠、操作方便、经济实用、易于维护更换及扩展升级的原则，应满足数据分析、状态评估和安全预警要求。

桥梁健康监测系统运营期的检查维护包含对传感系统、数据设备、软件系统的日常检查与维护、定期检查与维护、特殊检查与维护。

桥梁健康监测系统运营期的检查对象包括传感系统、数据设备、和软件系统。传感系统一般包括荷载与环境、结构整体响应、结构局部响应传感器，数据设备一般包括数据采集、传输、存储和显示设备，软件系统一般包括监测系统软件、数据库软件、和用户界面软件。

日常检查与维护宜由管养单位实施，定期检查与维护、特殊检查与维护应由第三方专业单位实施。

桥梁健康监测系统硬件在维护或者更换后，主要技术指标不应低于被更换硬件的主要技术指标，系统软件升级后的性能应不低于升级前软件的性能。

管养单位应制定桥梁健康监测系统运营维护管理制度，配备管理人员，按时检查系统运行情况，定期备份运行管理数据。

管养单位应依据桥梁健康监测系统使用手册进行运营维护与管理，组织编制桥梁健康监测系统运营维护计划，包含备品备件清单、数据分析及状态评估计划、系统维护费用预算。

桥梁健康监测系统运营维护与管理应由专业技术人员负责，并应对桥梁健康监测系统运营维护与管理人员进行身份标识和鉴别。 5 桥梁健康监测系统与管养衔接

桥梁健康监测系统各硬件和软件在验收前应进行检查、测试，并应满足设计文件要求。系统验收前应进行试运行，并应满足设计、技术文件要求。

桥梁健康监测系统交付管养单位前，应根据合同文件要求、相关技术标准和质量要求，由建设单位组织系统的验收，验收合格后交付管养单位。

桥梁健康监测系统交付管养单位前应对监测系统的硬件和软件提供技术指标要求。

桥梁健康监测系统的监测内容、数据设备及软件应满足对桥梁安全预警和状态评估要求。

桥梁健康监测系统交付管养单位时，应提交表1所列相关技术资料，并满足相关技术资料要求。

表1 桥梁健康监测系统交付管养单位的技术资料和要求

技术资料

验收报告

技术资料要求

应包括系统的总体方案、设计情况、施工过程情况，硬件列表和技术指标要求，软件测试报告和技术指标要求，系统试运行分析报告，专家组验收意见。

应包括总体设计和功能架构，监测内容及分析计算报告，监测的测点布置、监测方法、传感器选型及安装方案，数据采集、传输、存储、分析及管理方案，监测系统的供电、接地、防雷、防护、预留预埋方案，桥梁安全预警与状态评估方案，桥梁健康监测系统与主体结构、机电工程、监控中心等工程的界面划分

审批资料、工程决算书、图纸会审记录、设计变更资料、以及系统实施过程的其它中间过程资料

设计文件

过程资料

应包括桥梁健康监测系统硬件、软件、以及其它安装材料清单及产品产品合格证明，系统操作质量合格证明，提供桥梁健康监测系统硬件和软件的操作说明书或系说明书。

统使用手册。

桥梁健康监测系统应建立适合的数据库，采用统一数据标准格式和接口。静态数据库包括桥梁设计与施工信息库、桥梁养护检查数据库、系统软硬件信息库；动态数据库包括桥梁监测数据库、桥梁分析结果库。

数据库应能管理桥梁结构健康监测系统全过程的信息，包括硬件和软件信息、监测数据以及分析结果。

数据库应具有网络防护功能，并根据用户级别设定相应权限。

6 日常检查与维护

一般规定

桥梁健康监测系统运营期应对传感系统、数据设备、软件系统开展日常检查和维护。传感系统宜每月进行一次、数据设备与软件系统宜每周进行一次日常检查。 日常检查结果宜每六个月向上一级管理部门和负责人上报，并将桥梁健康监测系统运营维护与管理日常服务报告存档。

传感系统

传感系统的日常检查包括对各类传感器的外观检查和一般性能检查。

传感系统的日常检查中的外观检查内容和要求应满足表2之规定。

表2 传感系统外观检查内容和要求

外观检查内容

传感器安装情况

传感器保护装置情况

传感器情况

传感器线缆保护情况

隔热或冷却装置情况

电源情况

传感系统的一般性能检查应包括以下内容：

•

•

检查传感器的示数应正常。

传感器实际量测性能应能满足监测工作要求。对于埋入式传感器，可根据传感器输入量与输出量的关系进行检查。

传感系统的日常检查宜按本文件附录A中A.1的要求进行记录。

传感系统应根据日常检查发现的问题进行维护，对不满足技术要求的传感器、保护装置、线缆、隔热或冷却装置、电源进行维护或者更换。一般应对传感器及其保护装置进行除尘、除湿、除锈；传感器示数或测量性能不正常时，应进行性能检验和率定，并进行维护或更换。

数据设备

桥梁健康监测系统数据设备日常检查包括对数据采集、传输、存储、显示设备的外观检查和一般性能检查。

数据设备的外观检查内容和要求应满足表3之规定。

表3 数据设备外观检查内容和要求

外观检查内容

设备外观情况

技术要求

清洁无灰尘及污迹、无破损、无老化、无锈蚀、无积水、标识清晰。

技术要求

传感器安装牢固可靠，安装位置不应偏位。

保护装置密封情况完好，表面清洁无污，标记清晰完整，无腐蚀，并满足防水、防高温、抗压、以及屏蔽功能要求。

传感器表面清洁无污，无破损，无锈蚀，内部无积水，接线良好。

无破损、绝缘保护层应完整。

隔热和冷却装置工作性能良好，满足隔热和冷却功能需求。

电源高低压参数在正常工作范围内。 设备线缆情况

设备工作情况

设备接线情况

保护装置情况

无老化、破损，输入和输出端接口无接线松动或脱落等导致接触不良的情况，线缆标识清晰。

无过热现象、无异常振动、无烧蚀、无异响。

设备外接电源正常、接地良好。

保护装置应安装牢固，清洁无污。

数据设备的一般性能检查和要求应满足表4之规定。

表4 数据设备一般性能检查内容和要求

一般性能检查内容

数据采集设备

数据传输设备

数据存储设备

数据显示设备

应对数据设备的供电情况进行检查，电源工作正常，电源指示灯正常、电量充足、电源输入和输出电压、输出频率及零-地电压符合使用标准。

数据设备的日常检查宜按本文件附录A中表A.2的要求进行记录。

数据设备应根据日常检查发现的问题进行维护，对不满足技术要求的数据设备、保护装置、电源进行维护或者更换。一般应对数据设备及其保护装置进行除尘、除湿、除锈；对数据线缆、外接电源线、接地线缆的连接进行整理，确保连接良好；数据设备一般性能不满足要求时，应进行性能检验，并进行维护或更换。

软件系统

桥梁健康监测系统软件日常检查应对软件设计和开发过程中以下文档资料的完整性进行检查：软件需求说明书，软件接口规格说明书，软件概要设计说明书，数据库设计说明书，软件用户手册，软件操作手册，软件产品规格说明书。并按照相关文档要求开展日常检查与维护。

桥梁健康监测软件系统的日常检查的内容及要求：

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•

•

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应能正常打开程序并运行。

程序界面不应出现乱码、花屏现象。

数据库日志正常、完备。

加密设备保管妥善。

注册码和密码正确并保管妥善。

技术要求

能连续采集量测数据，且数值在正常范围内、显示稳定、通讯连接正常、急供电保障能力满足要求。

网络连接正常，传输响应时间满足要求，故障告警功能完好。

存储和控制器指示灯无告警、控制器电池无故障、网口连接正常、存储连接无冗余；采用磁盘阵列的数据存储设备，磁盘柜电源正常。

显示无异常、失真，不同画面的调取正常，功能键正常工作。 桥梁健康监测软件系统的日常检查宜按本文件附录A中表A.3进行记录。

软件系统应根据日常检查发现的问题进行维护或者升级。软件维护或者升级宜由软件开发单位进行，升级过程中应保留原有监测数据；日常检查过程中，应卸载或修改导致兼容性问题的软件；应建立系统软件维护台账。

7 定期检查与维护

一般规定

桥梁健康监测系统运营期应对传感系统、数据设备、软件系统开展周期性的定期检查和维护，定期检查宜每十二个月进行一次。

定期检查与维护后，应在一个月内向上一级管理部门和负责人上报桥梁健康监测系统运营维护与管理定期服务报告并存档。

传感系统

桥梁健康监测系统传感系统的定期检查应对各类传感器的工作环境和传感器性能进行检查。

普通环境下工作的传感器应满足传感器工作温度、湿度要求；未做要求的普通传感器的工作环境温度宜为-10℃～50℃，相对湿度宜为20%～80%。

应对传感器的防风、防雨雪、防雷、防尘、防晒、防冻、防腐蚀、防扰动等保护措施进行检查。

应对传感器的传输线进行检查，对有破损的传输线进行更换。

荷载与环境类传感器的定期检测内容和要求应符合表5之规定；结构响应类传感器的定期检查内容和要求应符合表6之规定。其它类传感器的定期检查应参考设计文件性能指标要求执行。

表5荷载与环境类传感器的定期检查内容和要求

传感器类型

风速仪

温度、湿度和雨量传感器

车辆荷载传感器

数字摄像设备

地震动监测传感器

技术要求

风速和风向测量范围、分辨率、精度和防水性能，满足设计技术指标要求。

测量范围、分辨率、精度和灵敏度，满足设计技术指标要求。

承重范围、速度范围、称重精度、测速精度和温度范围，满足设计技术指标要求。

照明、镜头、快门、信噪比、扫描范围满足设计技术指标要求。

量程范围和频响范围满足设计技术指标要求。

注 荷载与环境类传感器技术要求应满足设计文件要求，未做要求的，应满足《公路桥梁结构安全监测系统技术规程 》（JTT1037-2016）第6.2款之要求。

表6 结构响应类传感器的定期检查内容和要求 传感器类型

挠度传感器

位移传感器

振动/加速度传感器

倾角传感器

GPS/北斗传感器

应变传感器

索力传感器

技术要求

量程、精度、线性度和稳定性，满足设计技术指标要求

量程、精度、线性度、分辨率、迟滞和漂移，满足设计技术指标要求。

量程范围、频响范围、动态范围、灵敏度、线性度、分辨率、迟滞和漂移，满足设计技术指标要求。

量程、分辨率、线性度、灵敏度，满足设计技术指标要求。

静态测量精度、动态测量精度、独立性和更新速度，满足设计技术指标要求。

测量范围、分辨率、精度、灵敏度，满足设计技术指标要求。

测量范围、频响范围、线性度、灵敏度，满足设计技术指标要求。

注 结构响应类传感器技术要求应满足设计文件要求，未做要求的，应满足《公路桥梁结构安全监测系统技术规程 》（JTT1037-2016）第6.3和6.4款之要求。

传感系统的定期检查宜按本文件附录B中表B.1进行记录。

传感器应根据定期检查发现的问题应由第三方专业单位进行维修或更换。

定期检查过程中，一般应采取保护措施，使得传感器的工作温度、湿度满足要求，并对传感器的防风、防雨雪、防雷、防尘、防晒、防冻、防腐蚀、防扰动等保护措施进行维护，使保护装置满足功能需求。

传感器定期检查应统计各类传感器的存活率，对于不能满足技术要求的传感器应进行维修或者更换，并建立传感器维护和更换台账。

数据设备

桥梁健康监测系统数据设备的定期检查应对数据设备的工作环境和工作性能进行检查。

数据设备的工作环境应满足设计文件要求；未做要求的，数据采集、传输、显示设备运行环境温度宜为0℃～40℃，相对湿度宜为20%～80%；直径大于等于0.5μm的尘粒浓度应小于或等于18000粒/升；无线电干扰场强不应大于126dB；数据存储设备工作环境温度宜为18℃～28℃，相对湿度宜为35%～75%；直径大于等于0.5μm的尘粒浓度应小于或等于18000粒/升；无线电干扰场强不应大于126dB，环境磁场场强不应大于800A/m。

数据设备的机柜空调、热交换器以及风扇等温控设备工作状况应正常。

应数据设备的供电情况进行检查，并满足本文件6.3.4条要求。

数据设备的定期检查内容和技术要求应满足表7之规定。

表7 数据设备的定期检查内容和要求 数据设备 技术要求

根据采集界面可视化、测量值存储格式、远程传输模块、系统集成等需求进行数据采集软件系统升级；能进行特殊采集或人工干预采集；数据采集、数据预处理、缓存管理和实时自诊断功能正常；数据同步采集满足要求。

传输的信息应准确实时；网络连接正常，传输响应时间满足要求，故障告警功能完好；传输设备的远程传输和共享情况正常；与其它设备和网络相协调；传输系统软件与操作系统应完全兼容。

检查历史监测数据完整性，筛查数据存储丢包状况，评估存储设备工作性能；进行剩余存储容量检查，对原始监测数据、报告等数据进行转存备份，确保剩余容量满足需求。

显示无异常、失真，不同画面的调取正常，功能键正常工作；显卡和驱动功能工作正常。

数据采集设备

数据传输设备

数据存储设备

数据显示设备

应统计各类监测数据的完整率，确保各类监测数据正常采集并储存，长期监测数据无丢失现象，数据值处于正常范围，对于不完整的数据应及时排查原因并进行维护。

数据设备的定期检查宜按本文件附录B中表B.2进行记录。

数据设备应根据定期检查发现的问题应由第三方专业单位进行维修或更换。

定期检查过程中，一般应对数据设备采取保护措施，使得数据设备的工作环境满足要求。

对不满足要求的电源、机柜空调、热交换器以及风扇，应进行维修或者更换。

定期检测后应对数据设备进行除尘、除湿；在野外运行环境中的设备应不受阳光直射、做好防水防潮措施、维护保护装置。

对于不能满足技术要求的数据应进行维修或者更换，数据设备进行拆卸和安装时应机理设备安装位置，宜进行影像机理。数据设备维护和更换应建立台账。

软件系统

桥梁健康监测软件系统的定期检查内容和要求：

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•

•

•

数据采集系统软件运行状态工作正常。

数据采集系统的数据库满足设计技术文件要求。

数据分析软件能正常显示和存储数据分析报告。

应用软件兼容性满足要求。

软件安全防御系统工作正常。

桥梁健康监测软件系统的定期检查宜按本文件附录B中表B.3进行记录。

软件系统应根据定期检查发现的问题进行维护或者升级。软件维护或者升级宜由软件开发单位或者第三方专业单位进行。 系统软件在定期维护时，不得随意删除或修改软件；升级过程中应保留原有监测数据，对重要数据加强备份保护。

应进行系统软件病毒监测，并进行病毒查杀；卸载或修改导致兼容性问题的软件；

应建立系统软件维护台账。

8 特殊检查与维护

一般规定

桥梁健康监测系统在经历台风、地震、船撞、火灾等特殊事件或者系统故障后，应启动异常处置机制，并组织特殊检查；特殊检查应在经历特殊事件或者系统故障异常后24小时内进行。

特殊检查应根据系统报警和系统故障的异常情况分别启动相关响应机制和措施。

桥梁健康监测系统特殊检查应在检查后一周内向上一级管理部门和负责人上报异常处置报告并存档。

传感系统

当桥梁健康监测系统传感器发生如下情况时，应进行传感器特殊检查。

• 当传感器出现异常数据时，应判断数据异常原因，并对出现异常的传感器进行检查。

•

•

在健康监测系统发生重大故障后，应对所有传感器进行检查。

当桥梁结构经历过台风、地震、船撞、火灾等特殊事件后，应对所有传感器进行检查。

• 超出设计使用年限或者设备出厂使用寿命年限的传感器。

对需要进行特殊检查的传感器，可依据7.2节的相关要求进行；本可按本文件附录C.1表进行记录。

传感器应根据特殊检查发现的问题由第三方专业单位进行维修或更换，相关技术标准要求可按照7.2节执行；并建立特殊检查与维护台账。

数据设备

桥梁健康监测系统数据设备发生如下情况时，应进行数据设备特殊检查。

•

•

•

•

数据采集、传输、存储、显示出现异常。

发生台风、地震等灾害或船撞、火灾等特殊事件。

数据设备超出设计使用年限。

不能满足数据采集、数据存储、系统集成等功能需求。 数据设备的特殊检查，可依据7.3节的相关要求进行；且可按本文件附录C.2表进行记录。

数据设备应根据特殊检查发现的问题由第三方专业单位进行维修或更换，相关技术标准要求可按照7.3节执行；并建立特殊检查与维护台账。

软件系统

桥梁健康监测系统软件系统发生如下情况时，应进行软件系统特殊检查。

•

•

•

当出现数据采集、传输、存储、显示等软件异常情况。

桥梁健康监测系统软件受到病毒攻击时或者攻击后。

桥梁健康监测系统软件与其它软件不兼容、冲突。

软件系统的特殊检查，可依据7.4节的相关要求进行；并可按本文件附录C.3表进行记录。

软件系统应根据特殊检查发现的问题由软件开发单位或者第三方专业单位进行维修或更换，相关技术标准要求可按照7.4节执行；并建立特殊检查与维护台账。

9 安全预警与状态评估

一般规定

桥梁安全预警包括台风、地震等灾害或船撞、火灾等突发事件的预警、结构安全阈值预警、系统故障或停电预警。

桥梁状态评估包括桥梁运营状态数据分析与评估、突发事件数据分析与评估。

安全预警

桥梁健康监测系统应根据监测数据对灾害和突发事件进行安全预警。

桥梁健康监测系统应根据设计文件或者相关标准设置结构安全阈值和安全预警等级，当位移、速度、加速度等监测数据超过阈值时应进行预警。在系统长期的运营维护和管理过程中，可根据实际情况调整阈值。

桥梁健康监测系统应在系统故障和停电时进行预警。

桥梁健康监测系统应根据设计文件、历史数据分析报告或相关标准要求，设置桥梁预警等级和预警阈值，预警等级宜不少于3级。

桥梁预警功能应符合下列规定：

•

•

•

具有实时和自动预警功能，并能在系统界面显示预警信息；

预警设定内容包括预警级别、预警传感器编号和位置、预警值和预警阈值；

应具备发布、调整和解除预警功能。 状态评估

桥梁健康监测系统应建立基于监测数据的桥梁状态评估子系统。

桥梁状态评估子系统应能根据监测数据，进行结构状态与损伤识别，并综合识别结果、日常检测结果对桥梁结构状况进行安全预警和状态评估。

桥梁状态评估子系统应能对监测数据及分析结果进行趋势对比、分析与预测。

桥梁评状态评估子系统应对桥梁各类监测数据建立明确的预警指标。

桥梁状态评估子系统应能够综合监测的环境、荷载、结构响应数据，对结构进行综合评估。

桥梁健康监测系统在桥梁运营管理过程中，应利用传统检查数据与监测数据，在桥梁等级评定中，应收集传统检查数据和监测数据，结合风险评估，综合评定桥梁的性能。在桥梁荷载试验、突发事故安全评定中，应能利用监测数据对桥梁进行安全评定。

附录A日常检查记录表

表A.1 传感器日常检查记录表

项目名称

检查周期 一个月

操作者

复核者

结论

起止时间

传感器编号

起：____年__月__日__时__分

止：____年__月__日__时__分

存在问题及维护情况

检查项目

安装位置是否变动

或偏移

传感器安装是否牢固

传感器密封情况

传感器清洁情况

传感器破损情况

传感器锈蚀情况

传感器内部积水情况

传感器接线情况

传感器线缆保护层情况

隔热或冷却装置情况

电源高低压参数情况

保护装置情况

传感器示数情况

传感器测量性能情况

其他情况

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

□正常 □异常

表A.2 数据设备日常检查记录表

项目名称

检查周期 一周

操作者

复核者

结论

起止时间

设备编号

起：____年__月__日__时__分

止：____年__月__日__时__分

存在问题及维护情况 检查项目

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