基于异种传感信息融合技术的清黄高速公路红枫湖大桥
健康监测系统研究与应用示范
该项目为贵州省首个桥梁健康监测养护系统，具有较高的社会效益和经济效益，专家一致认为该研究成果整体技术属国内先进水平，其中在无线传感、光栅传感、常规传感信息融合技术；应用BP神经网络模型预测索力技术；应用相关函数方法对拉拉索的基频进行识别；应用峰值法建立在线桥梁结构模态参数识别模型等方面属国内领先，被评为2009年贵州省科技进步一等奖。
贵州省已基本建成的“一纵一横”1000公里高速公路，是交通部规划的沪瑞和渝湛高速国家主干线的重要线路，也是西南出海大通道的重要路段,有桥梁1012座。期间，建设了一批各种桥型的大跨径桥梁，有“桥梁博物馆”之称。
已经规划正在建设的贵州省“6横7纵8联”高速公路网及 4个城市环线，总规模约6851公里。将会出现更多桥梁。如：贵阳-广州高速公路贵州境内的水都段全长207公里，桥梁有61公里/139座，约占路线总长的30%； 隧道有67公里/ 31 座，约占路线总长的32%。
n 随着桥梁不断增多，养护工作量与成本越来越大，给养护部门带来了极大挑战；
n 当今社会对道路依赖性不断加大，桥梁一旦垮塌，将对生产与生活影响极大，后果不堪设想。
为了满足贵州山区众多桥梁即将到来的养护期需求，确保桥梁安全运营，需要建立全省的喀斯特地区高等级公路特大桥梁健康监测与评估预警系统。
项目内容，技术要点及创新
红枫湖大桥桥梁健康监测内容
| 监测项目 |
测点位置 |
传感器类型 |
传感器数量 |
监测方式 |
| 塔顶偏移 |
索塔塔顶 |
双轴倾斜仪 |
1 |
实时 |
| 斜拉索索力 |
斜拉索 |
无线加速度传感器 |
8 |
实时 |
| 动态特性 |
主梁 |
振动加速度传感器 |
4 |
实时 |
| 主梁应变 |
主梁控制截面 |
光纤光栅应变传感器 |
13 |
实时 |
| 温度监测 |
主梁控制截面 |
光纤光栅温度传感器 |
10 |
实时 |
红枫湖大桥桥梁健康监测评估系统的构成
(1) 传感系统。各种传感器被安装在大桥监测现场，实现多种信息源、不同物理信号的采集和信息融合。
(2) 信号采集与处理系统。对采集的信号进行预处理，并根据系统功能要求对数据进行分解、变换以获取所需要的参数并以一定的形式存储起来。
监测评估系统部署
(3) 通信系统。将处理过的数据通过单模光纤由桥梁现场传输到监控中心。同时，这些实时监测数据使用无线信道方式传送到需要的部门与Internet的Web服务器上。
(4) 监控中心。对结构的健康状态做出评估。若出现异常，则由发出预警信号，并对检测出来的损伤进行定性、定位和定量分析，同时提供维修建议。
(5) 数据显示终端。可通过Internet监控。数据显示采用两种方式：浏览器方式与客户端方式。
传感器布置
Web监控界面
系统的技术要点与创新
1．本系统是国内第一个使用无线传感、光栅传感、常规传感信息融合技术实施桥梁健康监测评估的系统；
2．本系统是贵州省第一个实时桥梁健康监测评估系统；
3．本系统创新地应用信道无线感知技术选择CDMA或GPRS或短信通信解决建在深沟峡谷的桥梁实施健康监测的实时信息传输问题；
4．本系统应用无线传感器技术测量拉索索力、索塔偏移，克服了有线测量系统的弊端；
5．本系统应用光纤光栅传感器技术测量桥梁主梁应变、温度，延长了传感器的使用寿命，提高了测量精度；
6．本系统应用实时数据库与关系数据库解决实时海量数据的采集、存储和查询，使数据服务响应更快，更安全；
7．本系统创新地应用BP神经网络模型预测索力，大幅度地减少了硬件设备的投入成本；
8．本系统创新地应用自相关函数法识别拉索基频，使索力测量更准确，更健壮。
实时数据总图
桥梁健康状态预警