鋼橋結構質量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

Q/LB.□XXXXX-XXXX鋼橋結構質量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)范圍本文件規(guī)定了鋼橋結構質量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本要求、數(shù)據(jù)表要求、外部數(shù)據(jù)交換、系統(tǒng)的構建和實施步驟、評估流程。本文件適用于鋼橋結構質量評估的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)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。GB/T2887計算機場地通用規(guī)范GB/T11708公路橋梁命名編號和編碼規(guī)則GB/T20273信息安全技術數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安全技術要求GB/T22239信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求GB50982建筑與橋梁結構監(jiān)測技術規(guī)范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。

傳感器transducer/sensor能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。

監(jiān)測系統(tǒng)monitoringsystem由監(jiān)測設備組成實現(xiàn)一定監(jiān)測功能的軟件及硬件集成。

第三范式thirdnormalform第三范式（3NF）是符合第三級別的關系模式的集合。滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫，是在滿足第二范式（2NF）的基礎上，要求一個數(shù)據(jù)庫表中不包含已在其它表中己包含的非主關鍵字信息。

TCP/IP協(xié)議傳輸控制/網(wǎng)絡協(xié)議，也稱作網(wǎng)絡通訊協(xié)議。它是在網(wǎng)絡的使用中的最基本的通信協(xié)議。TCP/IP傳輸協(xié)議對互聯(lián)網(wǎng)中各部分進行通信的標準和方法進行了規(guī)定。并且，TCP/IP傳輸協(xié)議是保證網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息及時、完整傳輸?shù)膬蓚€重要的協(xié)議。

HTTP協(xié)議超文本傳輸協(xié)議，是一個請求——響應協(xié)議，它通常運行在TCP之上，用于分布式、協(xié)作式和超媒體信息系統(tǒng)的應用層協(xié)議。HTTP是萬維網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信的基礎。基本要求數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫宜采用技術先進、穩(wěn)定可靠、易于擴展的設計方案，設計方案應遵循數(shù)據(jù)的完整性和一致性原則；管理技術平臺應安全、穩(wěn)定、高效。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜具備身份鑒別、主動訪問控制、安全審計等安全防護功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計及功能等應符合GB50982相關要求。數(shù)據(jù)庫的表結構設計應滿足第三范式（3NF）的要求。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜構建若干子數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行分類存儲和管理。數(shù)據(jù)庫中表的模塊應區(qū)分：系統(tǒng)架構實體、業(yè)務功能實體、存儲數(shù)據(jù)實體。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜針對具體需求提供數(shù)據(jù)備份功能，保障數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)庫架構設計應根據(jù)業(yè)務分析模型，選擇合適的數(shù)據(jù)庫類型。數(shù)據(jù)庫中的表宜根據(jù)其存儲數(shù)據(jù)的具體特征，設計合理的表結構。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜具備數(shù)據(jù)倉庫拓展功能或具備向數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)遷移能力。數(shù)據(jù)庫的維護、安全要求應符合GB/T20273及GB/T22239的相關要求。數(shù)據(jù)庫中設計時宜對常用查詢字段設置索引。數(shù)據(jù)庫中表應使用單獨的字段作為對應表的主鍵。數(shù)據(jù)庫中表的主鍵應體現(xiàn)或計算得出數(shù)據(jù)存儲的時間戳信息，字段名宜用“SID”。監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)橋面鋪裝的設計要求和具體情況，設置合理的監(jiān)測點。監(jiān)測點的設置應包括橫向和縱向兩個方向，同時覆蓋整個橋面。監(jiān)測點的數(shù)量和位置應考慮到橋面的整體布局和局部細節(jié)的影響。同時為了方便實時監(jiān)測，應在監(jiān)測點處設置標志。監(jiān)測系統(tǒng)宜具有完整的傳感、調(diào)理、采集、傳輸、存儲、數(shù)據(jù)處理及控制、預警及狀態(tài)評估功能。監(jiān)測傳感器除應符合下列規(guī)定：傳感器的選型應根據(jù)監(jiān)測對象、監(jiān)測項目和監(jiān)測方法的要求，遵循“技術先進、性能穩(wěn)定、兼顧性價比”的原則；宜采用應變傳感器和位移傳感器；傳感器應符合監(jiān)測系統(tǒng)對靈敏度、通頻帶、動態(tài)范圍、量程、線性度、穩(wěn)定性、供電方式及壽命等要求；傳感器在安裝后需要進行調(diào)試和校正，以保證其精度和準確性。對于應變傳感器而言，需要進行標定和線性化處理；位移傳感器需要進行零點校正和靈敏度校正等操作。此外，還需要進行傳感器的防水、防護和防雷等環(huán)境保護措施，以確保其長期穩(wěn)定運行。一致性制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和共享模式，保證數(shù)據(jù)資源最大化地利用，充分發(fā)揮系統(tǒng)整體效能?？煽啃员ＷC系統(tǒng)具有較高的可靠性、完善的錯誤處理機制和數(shù)據(jù)備份機制，保證系統(tǒng)能夠提供不間斷訪問服務。數(shù)據(jù)表要求基礎信息表基礎信息表應包括：橋梁信息表、傳感器配置表、設備信息表、監(jiān)測類型配置表等?；A信息表應考慮不同類型橋梁的具體情況，統(tǒng)一進行字段設計。基礎信息表應保證其字段能完整覆蓋鋼橋監(jiān)測系統(tǒng)需要的橋梁、傳感器及設備信息。橋梁信息表中的記錄應符合GB/T11708的要求。橋梁信息表可參考表A.1進行表結構設計。傳感器配置表應根據(jù)不同類型傳感器分別進行編號。傳感器配置表字段應包括傳感器編號、傳感器類型、監(jiān)測數(shù)據(jù)類型、傳感器安裝位置、數(shù)據(jù)采集頻率、初始修正值等。設備信息表應根據(jù)不同類型的設備分別進行分類編號。設備信息表的字段應包括設備編號、設備類型、設備安裝位置、狀態(tài)等。設備信息表可參考表A.2進行表結構設計。監(jiān)測數(shù)據(jù)表監(jiān)測數(shù)據(jù)表應根據(jù)不同類型的監(jiān)測數(shù)據(jù)分表進行設計，其對每個具體測量參數(shù)應設計獨立的表。監(jiān)測數(shù)據(jù)表的字段應包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集時間、傳感器編號、傳感器采集值等。監(jiān)測數(shù)據(jù)表的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集時間字段精度應體現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集精度和存儲精度。監(jiān)測數(shù)據(jù)表的傳感器編號字段應與基礎信息表中相應字段統(tǒng)一。監(jiān)測數(shù)據(jù)表的傳感器采集值字段數(shù)據(jù)精度應為單精度浮點數(shù)。業(yè)務功能表業(yè)務功能表應體現(xiàn)對基礎信息數(shù)據(jù)及業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、展示、分析等功能，應根據(jù)不同功能模塊分表進行設計。業(yè)務功能表的設計應體現(xiàn)鋼橋監(jiān)測系統(tǒng)中業(yè)務數(shù)據(jù)與具體功能的相關性。業(yè)務功能表應負責存儲其他功能性數(shù)據(jù)，包括分析評估數(shù)據(jù)、視頻、圖像、音頻等結構化及非結構化數(shù)據(jù)。業(yè)務功能表應通過合理設計對重要的中間計算數(shù)據(jù)進行存儲。業(yè)務功能表不宜將業(yè)務表中的數(shù)據(jù)進行額外存儲或備份。外部數(shù)據(jù)交換一般規(guī)定數(shù)據(jù)庫架構設計應考慮基礎信息表、監(jiān)測數(shù)據(jù)表、功能表與其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換需求。數(shù)據(jù)庫表結構具體設計時，應添加清晰完整的字段說明信息。使用不具備備注功能的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品時，應獨立以文檔形式維護說明信息表。數(shù)據(jù)庫架構宜選取支持ODBC和JDBC等常用接口規(guī)范的方案。在設計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換方法時，數(shù)據(jù)交換雙方應商討統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構或中間數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換時，雙方最終目標存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式應自行負責轉換。數(shù)據(jù)交換方式以本文件為基礎設計的數(shù)據(jù)庫之間進行數(shù)據(jù)交換時，宜采用以下方式：方式一：在權限允許和數(shù)據(jù)交換環(huán)境安全的條件下，可在數(shù)據(jù)庫層面，采用對表數(shù)據(jù)同步的方式進行數(shù)據(jù)交換；方式二：依據(jù)本文件搭建雙方共享數(shù)據(jù)庫，對共享數(shù)據(jù)庫中表的讀寫權限進行分離；方式三：以TCP/IP協(xié)議為基礎，通過HTTP協(xié)議，基于JSON的數(shù)據(jù)格式，來進行對外提供數(shù)據(jù)接口。以本文件為基礎設計的數(shù)據(jù)庫與非本文件為基礎設計的數(shù)據(jù)庫或均未按本文件為基礎設計的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換，宜采用6.2.1條的方式二或方式三。非結構化的數(shù)據(jù)交換，宜采用以FTP、網(wǎng)絡共享等共享結構目錄的方式進行的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)的構建和實施步驟步驟確定評估指標。根據(jù)鋼橋的實際應用場景及其特點，確定合適的評估指標，例如材料性能、制造標準、工藝要求、連結性能等。建立質量評估體系。從質量管理體系、成本管理體系、過程控制體系、環(huán)境管理體系、安全性管理體系等角度出發(fā)，不斷完善質量評估體系。開發(fā)評估工具。開發(fā)符合標準和實際應用需求的評估工具，例如基于標準規(guī)范的手工評估、基于數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計模型評估、基于計算機輔助的數(shù)值仿真評估等。建立質量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。運用信息化手段，建立鋼橋質量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以對質量評估數(shù)據(jù)進行歸類、存儲、管理、分析和應用。實施質量評估管理。通過運用評估體系、評估工具、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等進行實施，采取企業(yè)內(nèi)部開發(fā)和外部第三方審查相結合的方式，確保評估的客觀性和準確性。構建和實施需求分析：根據(jù)監(jiān)測對象的特點和使用環(huán)境，確定監(jiān)測指標、監(jiān)測頻率和數(shù)據(jù)處理需求，并制定監(jiān)測計劃。傳感器安裝：根據(jù)監(jiān)測指標和幾何結構，確定傳感器的類型、位置和數(shù)量，并進行傳感器的安裝和校準。數(shù)據(jù)采集和處理：建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時采集傳感器所獲取的數(shù)據(jù)，存儲并進行處理和分析，得到結構狀態(tài)的評估和預測。特征提取和診斷：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用特征提取和診斷技術，發(fā)現(xiàn)鋼橋結構的異?，F(xiàn)象，確定異常原因和程度，制定相應的維修和加固措施。系統(tǒng)監(jiān)督：對監(jiān)測系統(tǒng)進行日常監(jiān)督和維護，確保傳感器的正常工作和數(shù)據(jù)的準確性。系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)監(jiān)測結果和用戶反饋，不斷優(yōu)化系統(tǒng)結構和算法，提高數(shù)據(jù)處理和分析的準確性和效率，提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和實用性。在鋼橋結構監(jiān)測系統(tǒng)的實施過程中，還需要考慮數(shù)據(jù)安全和隱私保護問題，采取相應的安全措施，例如加密數(shù)據(jù)傳輸，限制數(shù)據(jù)訪問權限等。同時，還需要充分考慮系統(tǒng)成本和實用性，并制定合理的監(jiān)測方案和應急預案，確保鋼橋結構的安全和可靠性。技術原理傳感器技術：傳感器是監(jiān)測技術的核心設備。通過傳感器可以采集鋼橋結構的溫度、應變、振動、位移、加速度等參數(shù)，并把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置中進行處理和分析。數(shù)據(jù)采集和處理技術：數(shù)據(jù)采集和處理技術是鋼橋結構監(jiān)測技術的另一個核心環(huán)節(jié)。傳感器所采集到的數(shù)據(jù)需要進行處理和分析，以獲取結構的狀況信息。特征提取和診斷技術：特征提取和診斷技術是識別結構異常的關鍵技術。通過對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行特征提取和診斷，可以發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，并實現(xiàn)結構的故障診斷和損傷評估。機器學習技術：機器學習技術是鋼橋結構監(jiān)測技術的一種新發(fā)展趨勢。利用機器學習技術，可以對海量數(shù)據(jù)進行自動化處理和分析，并實現(xiàn)結構狀況的預測和預警。維護技術與措施定期巡檢：鋼橋每年至少進行一次檢查，及時發(fā)現(xiàn)腐蝕、破損、變形等問題，然后針對不同的狀況采取不同的維修方法。例如，鋼橋面有污漬需要進行清洗，發(fā)現(xiàn)部分受損的鋼板需要及時更換。清洗除銹：鋼橋表面的油漆層和鋼板表面會因為潮濕等因素出現(xiàn)腐蝕和生銹，這會導致結構變形和安全隱患。一般的維護方法應當是進行清洗除銹，并施以抗腐涂料或瀝青涂層，以達到保護鋼橋表面的目的。油漆保護：鋼橋外部表面的瀝青涂料或防腐涂料能夠橋面表面形成一層保護膜，防止空氣的氧化侵襲，保持鋼橋內(nèi)部金屬的原始狀態(tài)，從而延長使用壽命。加強支撐：長期使用會導致鋼橋結構變形，也可能因為重載導致變形，可以使用加固材料進行支援，以減輕材料變形的影響。例如，可以使用鋼筋混凝土支撐架等設備對鋼橋進行加強固定。變形監(jiān)測：采用變形監(jiān)測儀器，實時監(jiān)測鋼橋結構的變形情況。鋼橋結構變形評估是為了更準確地預測變形趨勢，及時處理結構問題，達到保護鋼橋安全的目的。鋼板更換：鋼橋受到長期重載或者氣候作用容易出現(xiàn)鋼板剝落、崩口或斷裂等問題，對這些危險等至高點進行組成檢查，發(fā)現(xiàn)不正常的部分及時更換可避免引發(fā)更大的安全隱患。鋼纜維護：鋼纜是鋼橋中的重要部件之一，需要定期檢查其外觀形態(tài)，確認有否毛刺、腐蝕、裂紋、疲勞現(xiàn)象等，及時修復和更換，以延長纜索的使用壽命。監(jiān)測與預測：鋼橋監(jiān)測需要借助現(xiàn)代化的監(jiān)測儀器和自動化設備，對鋼橋進行定期聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，并對鋼橋結構狀態(tài)進行評估和預測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取針對性的維護措施，以保障鋼橋的安全運行。同時，可以利用數(shù)據(jù)分析和預測算法，進行結構預警和預測，確定鋼橋的保養(yǎng)和更新計劃，從而提高鋼橋的使用率和經(jīng)濟效益。評估流程收集數(shù)據(jù)階段建立質量監(jiān)測體系后，應根據(jù)監(jiān)測點和方案要求，定期收集橋面鋪裝的相關數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)處理階段數(shù)據(jù)處理主要是對采集到的數(shù)據(jù)進行篩選、處理、統(tǒng)計等操作，以獲得橋面鋪裝的具體信息。評估標準階段根據(jù)橋面的設計要求和相關標準，建立起一套評估標準。這些標準可以是定量的，也可以是定性的。同時，這些標準應結合鋼橋實際使用狀況和施工質量，考慮橋面鋪裝的整體情況，從不同方面進行評價。質量評估階段按照評估標準對數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)不同的評估標準，對數(shù)據(jù)進行評估，確定橋面鋪裝的質量狀況。評估結果可以是合格、基本合格、不合格等。

（資料性）

表設計橋梁信息表結構按表A.1的規(guī)定。橋梁信息表結構編號字段名類型說明備注1SIDVARCHAR2(32)主鍵、唯一編碼時間戳2BRIDGE_CODEVARCHAR2(32)橋梁編碼按“路線號＋行政政區(qū)代碼+L(R/Z/K/Y)+四位數(shù)字編號”組成，其中：第1～5位為橋梁所在的路線號；第6～1l位為橋梁所在行政區(qū)劃代碼；第12位為路線類型；第13～15位為橋梁所在省（直轄市）管界內(nèi)沿路線走向的順序號；第16位為擴充碼，由于路線編號不等長（為2位至5位不等3BRIDGE_NAMEVARCHAR2(128)橋梁名稱4BRIDGE_TYPEVARCHAR2(8)功能類型1：公路橋2：公路兩用3：漫水橋4：信道5：閘壩橋6：高速公路跨線橋7：人行橋9：其他橋5BRIDGE_LOADVARCHAR2(8)設計荷載00：公路—Ⅰ級01：公路—II級02：＞汽一超20級03：汽一超20級04：汽一20級05：汽一15級06：汽一10級07：＜汽一10級09：其他6DECK_PAVEMENTVARCHAR2(8)橋面鋪裝10：高級路面11：瀝青混凝土12:水泥混凝土20：次高級路面21：瀝青貫入式22：瀝青碎石23：瀝青表面處置30：中級路面31：碎、礫石（泥結或級配）32：半整齊石塊33:其它粒料40：低級路面41：粒料加固土42：其它當?shù)夭牧霞庸袒蚋纳仆?0：無路面（未進行鋪裝的路面）90:其他91：鋼橋面92：復合材料93：木面7STRUCTURE_CATEGORYVARCHAR2(8)上部結構類型1：斜拉橋2：懸索橋3：拱橋4：梁式橋5：桁架橋6：其他橋8TRAFFIC_TIMEDATE通車時間YYYY/MM/DDHH24:MM:SS9SPAN_COMBINATIONVARCHAR2(128)橋跨組合沿路走向的橋梁各孔跨徑組合的數(shù)字表達式10WIDTH_COMBINATIONVARCHAR2(128)橋寬組合系指人行道（護輪安全帶）寬、行車道寬及中間分隔帶寬組合的數(shù)字表達式11EXPANSION_JOINTVARCHAR2(8)伸縮縫類型00：無01：鋅鐵皮U形伸縮縫02：鋼板伸縮縫03：橡膠伸縮縫04：無縫式伸縮縫05：自然留縫06：梳形鋼板伸縮縫07：型鋼伸縮縫09：其他10：彈塑性體暗縫11：毛勒縫12：XLF系列伸縮縫13：SSFD-80型伸縮縫14：SCCM280型伸縮縫12SUPPORT_TYPEVARCHAR2(8)支座形式00：無01：橡膠支座（板式、盆式）02：鋼支座03：混凝土擺式支座04：橫向豎向支座05：油毛氈支座13PEAK_GROUND_MOTIONNUMBER地震動峰值加速度系數(shù)設計基本地震動峰值加速度，即對應基本烈度50年超越概率為10%的動峰值加速度14RATINGVARCHAR2(8)全橋評定等級1：Ⅰ類2：Ⅱ類3：Ⅲ類4：Ⅳ類5：