橋梁健康監測系統運營維護與管理標準

2023年12月12日發(作者：寫景作文范文)

-

橋梁健康監測系統運營維護與管理標準

1 范圍

本文件規定了橋梁健康監測系統運營維護與管理的基本規定、橋梁健康監測系統與管養銜接、日常檢查與維護、定期檢查與維護、特殊檢查與維護、橋梁預警與狀態評估。

本文件適用于橋梁健康監測系統運營維護與管理。

2 規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

J∕T∕T 1037 公路橋梁結構安全監測系統技術規程

3 術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

橋梁健康監測系統 bridge health monitoring system

由安裝在橋梁的傳感系統以及數據采集與傳輸、數據處理與管理、用戶界面等軟硬件構成，對橋梁的環境、荷載效應以及結構的性能參數進行測量、采集、處理、分析，并對橋梁結構狀態進行技術評估和安全預警的體系。

傳感系統 nsing system

獲取橋梁運營過程中的環境狀態、交通荷載、結構響應數據而安裝在橋梁上的所有傳感器的總稱。

數據采集設備 data acquisition equipment

從傳感器和其它測試設備中采集被測參數信號，并進行轉換和預處理的儀器或裝置。

數據傳輸設備 data transmission equipment

將數據采集設備采集的數據傳輸到數據中心或者用戶終端的儀器或裝置。一般包括數據傳輸兩端的終端裝置、網絡互聯裝置、以及傳輸介質。

數據存儲設備 data storage equipment

存儲橋梁監測數據的儀器或裝置，一般包括獨立服務器、云服務器、離線存儲器。

軟件系統 software system 按照特定順序組織的計算機數據和指令的集合，實現橋梁監測數據采集、傳輸、存儲、橋梁狀態評估和數據可視化等功能。

預警 early-warning

橋梁健康監測系統監測數據的特征指標達到或超過設定值，自動發出警示。

狀態評估 state evaluation

通過分析橋梁健康監測系統的監測數據，實現對橋梁結構的技術狀態進行評價。

4 系統總體要求

橋梁健康監測系統運營維護與管理包括：系統與管養銜接，系統運營期的日常檢查與維護、定期檢查與維護、特殊檢查與維護，以及橋梁安全預警與狀態評估。

橋梁健康監測系統運營維護與管理應在橋梁健康監測系統交付管養單位后開展。

橋梁健康監測系統運營維護與管理應以輔助橋梁安全風險防控和養護管理為目標，對橋梁環境與荷載作用、結構整體和局部響應進行監測，通過監測數據分析對橋梁結構進行安全預警和狀態評估。

橋梁健康監測系統運行過程應遵循穩定可靠、操作方便、經濟實用、易于維護更換及擴展升級的原則，應滿足數據分析、狀態評估和安全預警要求。

橋梁健康監測系統運營期的檢查維護包含對傳感系統、數據設備、軟件系統的日常檢查與維護、定期檢查與維護、特殊檢查與維護。

橋梁健康監測系統運營期的檢查對象包括傳感系統、數據設備、和軟件系統。傳感系統一般包括荷載與環境、結構整體響應、結構局部響應傳感器，數據設備一般包括數據采集、傳輸、存儲和顯示設備，軟件系統一般包括監測系統軟件、數據庫軟件、和用戶界面軟件。

日常檢查與維護宜由管養單位實施，定期檢查與維護、特殊檢查與維護應由第三方專業單位實施。

橋梁健康監測系統硬件在維護或者更換后，主要技術指標不應低于被更換硬件的主要技術指標，系統軟件升級后的性能應不低于升級前軟件的性能。

管養單位應制定橋梁健康監測系統運營維護管理制度，配備管理人員，按時檢查系統運行情況，定期備份運行管理數據。

管養單位應依據橋梁健康監測系統使用手冊進行運營維護與管理，組織編制橋梁健康監測系統運營維護計劃，包含備品備件清單、數據分析及狀態評估計劃、系統維護費用預算。

橋梁健康監測系統運營維護與管理應由專業技術人員負責，并應對橋梁健康監測系統運營維護與管理人員進行身份標識和鑒別。 5 橋梁健康監測系統與管養銜接

橋梁健康監測系統各硬件和軟件在驗收前應進行檢查、測試，并應滿足設計文件要求。系統驗收前應進行試運行，并應滿足設計、技術文件要求。

橋梁健康監測系統交付管養單位前，應根據合同文件要求、相關技術標準和質量要求，由建設單位組織系統的驗收，驗收合格后交付管養單位。

橋梁健康監測系統交付管養單位前應對監測系統的硬件和軟件提供技術指標要求。

橋梁健康監測系統的監測內容、數據設備及軟件應滿足對橋梁安全預警和狀態評估要求。

橋梁健康監測系統交付管養單位時，應提交表1所列相關技術資料，并滿足相關技術資料要求。

表1 橋梁健康監測系統交付管養單位的技術資料和要求

技術資料

驗收報告

技術資料要求

應包括系統的總體方案、設計情況、施工過程情況，硬件列表和技術指標要求，軟件測試報告和技術指標要求，系統試運行分析報告，專家組驗收意見。

應包括總體設計和功能架構，監測內容及分析計算報告，監測的測點布置、監測方法、傳感器選型及安裝方案，數據采集、傳輸、存儲、分析及管理方案，監測系統的供電、接地、防雷、防護、預留預埋方案，橋梁安全預警與狀態評估方案，橋梁健康監測系統與主體結構、機電工程、監控中心等工程的界面劃分

審批資料、工程決算書、圖紙會審記錄、設計變更資料、以及系統實施過程的其它中間過程資料

設計文件

過程資料

應包括橋梁健康監測系統硬件、軟件、以及其它安裝材料清單及產品產品合格證明，系統操作質量合格證明，提供橋梁健康監測系統硬件和軟件的操作說明書或系說明書。

統使用手冊。

橋梁健康監測系統應建立適合的數據庫，采用統一數據標準格式和接口。靜態數據庫包括橋梁設計與施工信息庫、橋梁養護檢查數據庫、系統軟硬件信息庫；動態數據庫包括橋梁監測數據庫、橋梁分析結果庫。

數據庫應能管理橋梁結構健康監測系統全過程的信息，包括硬件和軟件信息、監測數據以及分析結果。

數據庫應具有網絡防護功能，并根據用戶級別設定相應權限。

6 日常檢查與維護

一般規定

橋梁健康監測系統運營期應對傳感系統、數據設備、軟件系統開展日常檢查和維護。傳感系統宜每月進行一次、數據設備與軟件系統宜每周進行一次日常檢查。 日常檢查結果宜每六個月向上一級管理部門和負責人上報，并將橋梁健康監測系統運營維護與管理日常服務報告存檔。

傳感系統

傳感系統的日常檢查包括對各類傳感器的外觀檢查和一般性能檢查。

傳感系統的日常檢查中的外觀檢查內容和要求應滿足表2之規定。

表2 傳感系統外觀檢查內容和要求

外觀檢查內容

傳感器安裝情況

傳感器保護裝置情況

傳感器情況

傳感器線纜保護情況

隔熱或冷卻裝置情況

電源情況

傳感系統的一般性能檢查應包括以下內容：

?

?

檢查傳感器的示數應正常。

傳感器實際量測性能應能滿足監測工作要求。對于埋入式傳感器，可根據傳感器輸入量與輸出量的關系進行檢查。

傳感系統的日常檢查宜按本文件附錄A中A.1的要求進行記錄。

傳感系統應根據日常檢查發現的問題進行維護，對不滿足技術要求的傳感器、保護裝置、線纜、隔熱或冷卻裝置、電源進行維護或者更換。一般應對傳感器及其保護裝置進行除塵、除濕、除銹；傳感器示數或測量性能不正常時，應進行性能檢驗和率定，并進行維護或更換。

數據設備

橋梁健康監測系統數據設備日常檢查包括對數據采集、傳輸、存儲、顯示設備的外觀檢查和一般性能檢查。

數據設備的外觀檢查內容和要求應滿足表3之規定。

表3 數據設備外觀檢查內容和要求

外觀檢查內容

設備外觀情況

技術要求

清潔無灰塵及污跡、無破損、無老化、無銹蝕、無積水、標識清晰。

技術要求

傳感器安裝牢固可靠，安裝位置不應偏位。

保護裝置密封情況完好，表面清潔無污，標記清晰完整，無腐蝕，并滿足防水、防高溫、抗壓、以及屏蔽功能要求。

傳感器表面清潔無污，無破損，無銹蝕，內部無積水，接線良好。

無破損、絕緣保護層應完整。

隔熱和冷卻裝置工作性能良好，滿足隔熱和冷卻功能需求。

電源高低壓參數在正常工作范圍內。 設備線纜情況

設備工作情況

設備接線情況

保護裝置情況

無老化、破損，輸入和輸出端接口無接線松動或脫落等導致接觸不良的情況，線纜標識清晰。

無過熱現象、無異常振動、無燒蝕、無異響。

設備外接電源正常、接地良好。

保護裝置應安裝牢固，清潔無污。

數據設備的一般性能檢查和要求應滿足表4之規定。

表4 數據設備一般性能檢查內容和要求

一般性能檢查內容

數據采集設備

數據傳輸設備

數據存儲設備

數據顯示設備

應對數據設備的供電情況進行檢查，電源工作正常，電源指示燈正常、電量充足、電源輸入和輸出電壓、輸出頻率及零-地電壓符合使用標準。

數據設備的日常檢查宜按本文件附錄A中表A.2的要求進行記錄。

數據設備應根據日常檢查發現的問題進行維護，對不滿足技術要求的數據設備、保護裝置、電源進行維護或者更換。一般應對數據設備及其保護裝置進行除塵、除濕、除銹；對數據線纜、外接電源線、接地線纜的連接進行整理，確保連接良好；數據設備一般性能不滿足要求時，應進行性能檢驗，并進行維護或更換。

軟件系統

橋梁健康監測系統軟件日常檢查應對軟件設計和開發過程中以下文檔資料的完整性進行檢查：軟件需求說明書，軟件接口規格說明書，軟件概要設計說明書，數據庫設計說明書，軟件用戶手冊，軟件操作手冊，軟件產品規格說明書。并按照相關文檔要求開展日常檢查與維護。

橋梁健康監測軟件系統的日常檢查的內容及要求：

?

?

?

?

?

應能正常打開程序并運行。

程序界面不應出現亂碼、花屏現象。

數據庫日志正常、完備。

加密設備保管妥善。

注冊碼和密碼正確并保管妥善。

技術要求

能連續采集量測數據，且數值在正常范圍內、顯示穩定、通訊連接正常、急供電保障能力滿足要求。

網絡連接正常，傳輸響應時間滿足要求，故障告警功能完好。

存儲和控制器指示燈無告警、控制器電池無故障、網口連接正常、存儲連接無冗余；采用磁盤陣列的數據存儲設備，磁盤柜電源正常。

顯示無異常、失真，不同畫面的調取正常，功能鍵正常工作。 橋梁健康監測軟件系統的日常檢查宜按本文件附錄A中表A.3進行記錄。

軟件系統應根據日常檢查發現的問題進行維護或者升級。軟件維護或者升級宜由軟件開發單位進行，升級過程中應保留原有監測數據；日常檢查過程中，應卸載或修改導致兼容性問題的軟件；應建立系統軟件維護臺賬。

7 定期檢查與維護

一般規定

橋梁健康監測系統運營期應對傳感系統、數據設備、軟件系統開展周期性的定期檢查和維護，定期檢查宜每十二個月進行一次。

定期檢查與維護后，應在一個月內向上一級管理部門和負責人上報橋梁健康監測系統運營維護與管理定期服務報告并存檔。

傳感系統

橋梁健康監測系統傳感系統的定期檢查應對各類傳感器的工作環境和傳感器性能進行檢查。

普通環境下工作的傳感器應滿足傳感器工作溫度、濕度要求；未做要求的普通傳感器的工作環境溫度宜為-10℃～50℃，相對濕度宜為20%～80%。

應對傳感器的防風、防雨雪、防雷、防塵、防曬、防凍、防腐蝕、防擾動等保護措施進行檢查。

應對傳感器的傳輸線進行檢查，對有破損的傳輸線進行更換。

荷載與環境類傳感器的定期檢測內容和要求應符合表5之規定；結構響應類傳感器的定期檢查內容和要求應符合表6之規定。其它類傳感器的定期檢查應參考設計文件性能指標要求執行。

表5荷載與環境類傳感器的定期檢查內容和要求

傳感器類型

風速儀

溫度、濕度和雨量傳感器

車輛荷載傳感器

數字攝像設備

地震動監測傳感器

技術要求

風速和風向測量范圍、分辨率、精度和防水性能，滿足設計技術指標要求。

測量范圍、分辨率、精度和靈敏度，滿足設計技術指標要求。

承重范圍、速度范圍、稱重精度、測速精度和溫度范圍，滿足設計技術指標要求。

照明、鏡頭、快門、信噪比、掃描范圍滿足設計技術指標要求。

量程范圍和頻響范圍滿足設計技術指標要求。

注 荷載與環境類傳感器技術要求應滿足設計文件要求，未做要求的，應滿足《公路橋梁結構安全監測系統技術規程 》（JTT1037-2016）第6.2款之要求。

表6 結構響應類傳感器的定期檢查內容和要求 傳感器類型

撓度傳感器

位移傳感器

振動/加速度傳感器

傾角傳感器

GPS/北斗傳感器

應變傳感器

索力傳感器

技術要求

量程、精度、線性度和穩定性，滿足設計技術指標要求

量程、精度、線性度、分辨率、遲滯和漂移，滿足設計技術指標要求。

量程范圍、頻響范圍、動態范圍、靈敏度、線性度、分辨率、遲滯和漂移，滿足設計技術指標要求。

量程、分辨率、線性度、靈敏度，滿足設計技術指標要求。

靜態測量精度、動態測量精度、獨立性和更新速度，滿足設計技術指標要求。

測量范圍、分辨率、精度、靈敏度，滿足設計技術指標要求。

測量范圍、頻響范圍、線性度、靈敏度，滿足設計技術指標要求。

注 結構響應類傳感器技術要求應滿足設計文件要求，未做要求的，應滿足《公路橋梁結構安全監測系統技術規程 》（JTT1037-2016）第6.3和6.4款之要求。

傳感系統的定期檢查宜按本文件附錄B中表B.1進行記錄。

傳感器應根據定期檢查發現的問題應由第三方專業單位進行維修或更換。

定期檢查過程中，一般應采取保護措施，使得傳感器的工作溫度、濕度滿足要求，并對傳感器的防風、防雨雪、防雷、防塵、防曬、防凍、防腐蝕、防擾動等保護措施進行維護，使保護裝置滿足功能需求。

傳感器定期檢查應統計各類傳感器的存活率，對于不能滿足技術要求的傳感器應進行維修或者更換，并建立傳感器維護和更換臺賬。

數據設備

橋梁健康監測系統數據設備的定期檢查應對數據設備的工作環境和工作性能進行檢查。

數據設備的工作環境應滿足設計文件要求；未做要求的，數據采集、傳輸、顯示設備運行環境溫度宜為0℃～40℃，相對濕度宜為20%～80%；直徑大于等于0.5μm的塵粒濃度應小于或等于18000粒/升；無線電干擾場強不應大于126dB；數據存儲設備工作環境溫度宜為18℃～28℃，相對濕度宜為35%～75%；直徑大于等于0.5μm的塵粒濃度應小于或等于18000粒/升；無線電干擾場強不應大于126dB，環境磁場場強不應大于800A/m。

數據設備的機柜空調、熱交換器以及風扇等溫控設備工作狀況應正常。

應數據設備的供電情況進行檢查，并滿足本文件6.3.4條要求。

數據設備的定期檢查內容和技術要求應滿足表7之規定。

表7 數據設備的定期檢查內容和要求 數據設備 技術要求

根據采集界面可視化、測量值存儲格式、遠程傳輸模塊、系統集成等需求進行數據采集軟件系統升級；能進行特殊采集或人工干預采集；數據采集、數據預處理、緩存管理和實時自診斷功能正常；數據同步采集滿足要求。

傳輸的信息應準確實時；網絡連接正常，傳輸響應時間滿足要求，故障告警功能完好；傳輸設備的遠程傳輸和共享情況正常；與其它設備和網絡相協調；傳輸系統軟件與操作系統應完全兼容。

檢查歷史監測數據完整性，篩查數據存儲丟包狀況，評估存儲設備工作性能；進行剩余存儲容量檢查，對原始監測數據、報告等數據進行轉存備份，確保剩余容量滿足需求。

顯示無異常、失真，不同畫面的調取正常，功能鍵正常工作；顯卡和驅動功能工作正常。

數據采集設備

數據傳輸設備

數據存儲設備

數據顯示設備

應統計各類監測數據的完整率，確保各類監測數據正常采集并儲存，長期監測數據無丟失現象，數據值處于正常范圍，對于不完整的數據應及時排查原因并進行維護。

數據設備的定期檢查宜按本文件附錄B中表B.2進行記錄。

數據設備應根據定期檢查發現的問題應由第三方專業單位進行維修或更換。

定期檢查過程中，一般應對數據設備采取保護措施，使得數據設備的工作環境滿足要求。

對不滿足要求的電源、機柜空調、熱交換器以及風扇，應進行維修或者更換。

定期檢測后應對數據設備進行除塵、除濕；在野外運行環境中的設備應不受陽光直射、做好防水防潮措施、維護保護裝置。

對于不能滿足技術要求的數據應進行維修或者更換，數據設備進行拆卸和安裝時應機理設備安裝位置，宜進行影像機理。數據設備維護和更換應建立臺賬。

軟件系統

橋梁健康監測軟件系統的定期檢查內容和要求：

?

?

?

?

?

數據采集系統軟件運行狀態工作正常。

數據采集系統的數據庫滿足設計技術文件要求。

數據分析軟件能正常顯示和存儲數據分析報告。

應用軟件兼容性滿足要求。

軟件安全防御系統工作正常。

橋梁健康監測軟件系統的定期檢查宜按本文件附錄B中表B.3進行記錄。

軟件系統應根據定期檢查發現的問題進行維護或者升級。軟件維護或者升級宜由軟件開發單位或者第三方專業單位進行。 系統軟件在定期維護時，不得隨意刪除或修改軟件；升級過程中應保留原有監測數據，對重要數據加強備份保護。

應進行系統軟件病毒監測，并進行病毒查殺；卸載或修改導致兼容性問題的軟件；

應建立系統軟件維護臺賬。

8 特殊檢查與維護

一般規定

橋梁健康監測系統在經歷臺風、地震、船撞、火災等特殊事件或者系統故障后，應啟動異常處置機制，并組織特殊檢查；特殊檢查應在經歷特殊事件或者系統故障異常后24小時內進行。

特殊檢查應根據系統報警和系統故障的異常情況分別啟動相關響應機制和措施。

橋梁健康監測系統特殊檢查應在檢查后一周內向上一級管理部門和負責人上報異常處置報告并存檔。

傳感系統

當橋梁健康監測系統傳感器發生如下情況時，應進行傳感器特殊檢查。

? 當傳感器出現異常數據時，應判斷數據異常原因，并對出現異常的傳感器進行檢查。

?

?

在健康監測系統發生重大故障后，應對所有傳感器進行檢查。

當橋梁結構經歷過臺風、地震、船撞、火災等特殊事件后，應對所有傳感器進行檢查。

? 超出設計使用年限或者設備出廠使用壽命年限的傳感器。

對需要進行特殊檢查的傳感器，可依據7.2節的相關要求進行；本可按本文件附錄C.1表進行記錄。

傳感器應根據特殊檢查發現的問題由第三方專業單位進行維修或更換，相關技術標準要求可按照7.2節執行；并建立特殊檢查與維護臺賬。

數據設備

橋梁健康監測系統數據設備發生如下情況時，應進行數據設備特殊檢查。

?

?

?

?

數據采集、傳輸、存儲、顯示出現異常。

發生臺風、地震等災害或船撞、火災等特殊事件。

數據設備超出設計使用年限。

不能滿足數據采集、數據存儲、系統集成等功能需求。 數據設備的特殊檢查，可依據7.3節的相關要求進行；且可按本文件附錄C.2表進行記錄。

數據設備應根據特殊檢查發現的問題由第三方專業單位進行維修或更換，相關技術標準要求可按照7.3節執行；并建立特殊檢查與維護臺賬。

軟件系統

橋梁健康監測系統軟件系統發生如下情況時，應進行軟件系統特殊檢查。

?

?

?

當出現數據采集、傳輸、存儲、顯示等軟件異常情況。

橋梁健康監測系統軟件受到病毒攻擊時或者攻擊后。

橋梁健康監測系統軟件與其它軟件不兼容、沖突。

軟件系統的特殊檢查，可依據7.4節的相關要求進行；并可按本文件附錄C.3表進行記錄。

軟件系統應根據特殊檢查發現的問題由軟件開發單位或者第三方專業單位進行維修或更換，相關技術標準要求可按照7.4節執行；并建立特殊檢查與維護臺賬。

9 安全預警與狀態評估

一般規定

橋梁安全預警包括臺風、地震等災害或船撞、火災等突發事件的預警、結構安全閾值預警、系統故障或停電預警。

橋梁狀態評估包括橋梁運營狀態數據分析與評估、突發事件數據分析與評估。

安全預警

橋梁健康監測系統應根據監測數據對災害和突發事件進行安全預警。

橋梁健康監測系統應根據設計文件或者相關標準設置結構安全閾值和安全預警等級，當位移、速度、加速度等監測數據超過閾值時應進行預警。在系統長期的運營維護和管理過程中，可根據實際情況調整閾值。

橋梁健康監測系統應在系統故障和停電時進行預警。

橋梁健康監測系統應根據設計文件、歷史數據分析報告或相關標準要求，設置橋梁預警等級和預警閾值，預警等級宜不少于3級。

橋梁預警功能應符合下列規定：

?

?

?

具有實時和自動預警功能，并能在系統界面顯示預警信息；

預警設定內容包括預警級別、預警傳感器編號和位置、預警值和預警閾值；

應具備發布、調整和解除預警功能。 狀態評估

橋梁健康監測系統應建立基于監測數據的橋梁狀態評估子系統。

橋梁狀態評估子系統應能根據監測數據，進行結構狀態與損傷識別，并綜合識別結果、日常檢測結果對橋梁結構狀況進行安全預警和狀態評估。

橋梁狀態評估子系統應能對監測數據及分析結果進行趨勢對比、分析與預測。

橋梁評狀態評估子系統應對橋梁各類監測數據建立明確的預警指標。

橋梁狀態評估子系統應能夠綜合監測的環境、荷載、結構響應數據，對結構進行綜合評估。

橋梁健康監測系統在橋梁運營管理過程中，應利用傳統檢查數據與監測數據，在橋梁等級評定中，應收集傳統檢查數據和監測數據，結合風險評估，綜合評定橋梁的性能。在橋梁荷載試驗、突發事故安全評定中，應能利用監測數據對橋梁進行安全評定。

附錄A日常檢查記錄表

表A.1 傳感器日常檢查記錄表

項目名稱

檢查周期 一個月

操作者

復核者

結論

起止時間

傳感器編號

起：____年__月__日__時__分

止：____年__月__日__時__分

存在問題及維護情況

檢查項目

安裝位置是否變動

或偏移

傳感器安裝是否牢固

傳感器密封情況

傳感器清潔情況

傳感器破損情況

傳感器銹蝕情況

傳感器內部積水情況

傳感器接線情況

傳感器線纜保護層情況

隔熱或冷卻裝置情況

電源高低壓參數情況

保護裝置情況

傳感器示數情況

傳感器測量性能情況

其他情況

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

□正常 □異常

表A.2 數據設備日常檢查記錄表

項目名稱

檢查周期 一周

操作者

復核者

結論

起止時間

設備編號

起：____年__月__日__時__分

止：____年__月__日__時__分

存在問題及維護情況 檢查項目

-