移动模架监测预警系统设计与实现

作     者：雷豪 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：巨永锋

授予年度：2019年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0838[工学-公安技术] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：移动模架 监测预警 多传感器 C/S架构 

摘      要：伴随着我国大规模的基础设施的建设步伐,移动模架施工技术被广泛应用于公路、铁路桥梁的建造施工中。然而,因为移动模架造桥机自身的结构复杂性和人为操作失误导致的安全事故却屡见不鲜。现有的监测系统存在监测指标单一,或只能对设备进行本地监测,数据无法共享和长期保存等问题。针对这些问题开发建设一套具有远程监控能力的移动模架监测预警系统十分必要。本文通过查阅设备图纸、使用说明书和实地调研并结合移动模架的结构和施工流程等方法,分析了移动模架造桥机的主要结构和施工作业流程,对影响设备作业安全的不安全因素进行总结。针对这些不安全因素,论文以某型下行式移动模架造桥机为研究对象,设计并实现了一套软硬件结合的移动模架监测预警系统,主要研究内容包括:1.以不安全分析结果为基础,本系统对结构应力、主梁挠度、开合模同步性、温湿度和风速风向进行监测。同时,本文对应力、挠度和位移等指标的监测方法进行了深入研究,提出了软硬件结合的监测预警系统总体设计方案。硬件部分包括传感器、数据采集与传输设备等模块;本文对硬件设备进行了相应的选型工作,并设计出以4G通信网络为载体的数据传输方案。软件部分包括实时监测、阈值设定、预警和历史数据查询等模块。2.监测预警系统软件部分采用C/S架构开发,使用C++编程语言和MFC并结合外部控件编辑了客户端软件,数据库采用MySQL。为了高效地管理数据,本文对数据库进行逻辑和物理设计,建立六张数据表对数据进行保存;客户端将处理后的移动模架结构、姿态和环境监测数据以曲线和数值的形式展示出来。考虑到数据在采集和传输中的干扰引起的误差,本系统引入中位值平均滤波法对数据进行优化。3.对系统软硬件在实验室进行了联合测试,并在现场进行了数据采集测试工作。实验表明,本系统能够对移动模架的姿态、结构和环境信息进行及时的采集和传输,切实保障了移动模架造桥机的运行安全。