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探析智能传感技术在土木工程结构安全监测方面的应用

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年7月上作者：崔连忠

[导读] 近年来，随着土木工程建筑的普及，人们对土木工程建筑的潜在隐患越来越重视。土木工程结构可以通过智能传感技术进行信息监测，通过信息反馈判断土木工程的结构是否完好。

浙江华东测绘与工程安全技术有限公司崔连忠 310014

摘要：近年来，随着土木工程建筑的普及，人们对土木工程建筑的潜在隐患越来越重视。土木工程结构可以通过智能传感技术进行信息监测，通过信息反馈判断土木工程的结构是否完好。本文通过智能传感技术在土木工程结构安全监测设计中的必要性、设计流程及工艺分析、具体应用等三个方面展开探析。
关键字：智能传感技术；土木工程结构；安全监测；应用及探析
        一、智能传感技术在土木工程结构安全监测设计的必要性
       智能传感技术在土木工程结构安全监测设计主要指的是利用计算机系统的便捷性在土木工程项目中相应位置安装传感器和信息输出设备，通过智能传感监测系统中传感器所收集的信息进行信号触发，对相关土木工程结构或设备进行视频实时监测，相关技术人员一旦发现故障，可立即通过监控信息系统作出指令，实现监控信息系统的自动化运行和操作。通过对智能传感技术监控信息系统设计的概念进行分析，可知此系统对整个土木工程的安全运行是十分必要的。智能传感监控信息系统设计可以对土木工程周边信息进行动态收集和存储，相关技术人员也可以通过信息监控系统对周边情况进行及时掌控，如若发生异常状况，相关技术人员可以直接利用智能传感技术监控信息系统进行操作，是土木工程结构始终保持正常运行状态。
智能传感技术系统设计的必要性主要体现在控制人员对信息系统控制的便捷性、快速性和准确性。智能传感信息系统可以为施工人员提供较为便利的操控平台，施工人员在进行土木工程施工时，可以利用监测信息系统对相关设备进行远程操作，这大大降低了工作人员的工作难度。由于智能传感信息系统的便捷性，其通常被应用于监测监控土木工程过程中或土木工程施工后期可能出现的工程质量问题，因此，智能传感监控信息系统可以较为准确的实时监控土木工程施工过程中工程项目的进程和后期质量问题。如若发现问题也可以第一时间进行处理，因此，智能传感技术系统是保障土木工程相关工程的核心和基础。由此可见，智能传感技术系统的设计对土木工程项目的正常运行是十分必要的。
        二、智能传感技术在土木工程结构安全监测设计及施工流程分析
        （一）智能传感技术在土木工程结构安全监测的设计分析
        智能传感技术系统的设计主要是以Windows系统为核心，通过CPU对周边功能性原件进行控制。智能传感技术系统主要由三大信息交流层构成，一是用户使用层，二是数据中心层，三是数据收集层。用户使用层主要指的是技术人员或管理人员对智能传感技术系统界面的功能控制管理，是技术人员直接操作的主要界面，可以对土木工程周边信息及动态进行实时监控和操作。因此，用户使用层相当于整个操控系统的大脑，需要安排相关技术人员对其进行合理操控，在特定情况下发出指令，实现信息传达。数据中心层主要指的是数据集中的系统层次，通过数据中心层可以将用户使用层和信息收集层进行紧密连接，其存在的意义是非常重要的，是衔接土木工程结构信息系统的关键环节。数据收集层主要指的是土木工程结构传感器对周边信号进行电子收集，通过将信号转换为二进制电平对相关数据进行收集和反馈。这是智能传感技术信息系统最为重要的环节，在长期使用的过程中，需要相关技术人员对其进行定期维护，还能保证智能传感技术信息系统始终处于正常信息收集状态。智能传感信息系统的设计主要是对用户使用层进行功能性规划，通过数据收集层作为信息来源的支撑，通过数据中间层来进行数据交流与交换。比如，对智能传感信息系统的传感器连接进行设计时，首先，在实际场地对传感器进行安装。其次，利用系统中CPU与传感器信号相连接，实现智能传感信息系统与传感器互联。最后，在电脑系统中，对传感器的标识进行状态检测，发现故障及时调整。

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        （二）智能传感技术在土木工程结构安全监测的施工流程分析
        土木工程结构安全监测信息系统的设计主要是为土木工程相关项目施工流程所服务的。智能传感技术信息系统和土木工程项目施工流程之间建立信息交互，通过信息反馈的方式，可以对地下项目施工流程的进度有初步的了解，比如，智能传感监测信息系统可以将地下项目施工过程中的工程参数、工程进度、施工工艺，进行实时反馈，这样就可以在系统屏幕中对相关项目工程的施工数据进行充分掌握，在遇到项目工程参数浮动范围过大时，可以通过改变施工项目数据对施工项目参数进行规范。
        土木工程施工项目流程与智能传感信息系统的设计是分不开的，两者需要相辅相成，才能对土木工程项目施工流程进行严格把控。在智能传感监测信息系统对土木工程施工项目流程进行分析时，可以分为两大领域，第一，对土木工程项目的各项指标进行监测数据曲线分析，这样可以较为直观的对动态数据进行观测，利用数据的趋向性对地下施工过程的项目数据进行预测，进而实现对地下施工流程的提前规划。第二，对土木工程项目的各项指标进行安全性分析。“安全为天”是施工项目工程的口号，也是施工项目工程的核心。因此，在地下施工过程中，要充分保证项目的安全性。通过智能传感监测信息系统的数据反馈，可以对地下施工过程有充分的数据了解，进而充分掌握智能传感监测信息系统的安全性。由此可见，智能传感监测信息系统设计是地下项目工程安全准确进行的前提和基础，完整的智能传感监测信息系统设计是非常有必要的。
        三、结合实际分析智能传感技术在土木工程结构安全监测的应用
        结合西安地铁二号线对地铁监测信息系统的应用进行分析。
        系统数据是对地铁运行状况进行实时分析的基础，因此，利用数据可以知道地铁运行真实状态。通过第三方监测信息系统显示，在2018年10月21号11时05分西安地铁二号线C602监测传感器出现故障，界面显示该传感器呈红色处于异常运行状态，操作人员可以通过其界面显示的状态，判断出传感器是何种故障。红色处于高危状态，因此，相关技术人员应对对应的传感器进行及时更换，这样才能保证地铁监控信息系统的安全性能。地铁监测信息系统不仅可以对工程项目的基础设施进行监测，也可以对地铁周边土质或地形状况进行实时监测，比如，地铁铁轨出现一定程度的轻微下陷，在监测信息系统界面上也会有相应的信息显示，通过信息可以了解到地铁线路的哪个站点下沉了几公分，到达一定的界限就需要派遣相关技术人员进行维修或后期维护。不仅是施工技术会对地铁铁轨周围土层造成一定得影响，多样的变化天气也会对地铁铁轨周围的土层下沉有一定的影响，因此，相关技术人员在特殊天气时，要对地铁监测信息系统进行特殊巡视，降低特殊天气对地铁周围环境所带来的影响。由此可见，地铁监测信息系统的应用是地铁运行的重要安全保证，由于地铁监测信息系统的灵敏性和准确性，导致技术人员可以在短时间内对地铁周边和地铁内部信息进行及时整合，进而提升整个地铁系统运行的安全性能。但地铁监测信息系统也存在诸多不足，其不能对所有的地铁周边环境进行监控预测，也就是说，地铁监测信息系统的全面性不达标，导致其无法做出全面的动态预测。因此，相关技术人员也不能一味地依靠地铁监测信息系统，需要通过结合实际对相应的情况做出判断。
        四、小结
        综上所述，智能传感技术在土木工程结构安全监测方面的应用十分广泛，本文以实例分析，如何利用智能传感技术实现地铁安全检测和正常维护运行。因此，智能传感技术对土木工程结构安全监测来讲，是实现土木工程正常运行和维护的重要途径。
参考文献：
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