概述

建筑房屋的安全健康与人民生活息息相关，直接关乎到人们的生命财产安全。由于环境侵蚀、材料老化和荷载的长期作用，土木工程结构如大跨度钢结构、高层和超高层建筑结构，在长期服役期间产生损伤累积，抵抗正常环境作用的能力下降，在自然灾害等 极端情况下可能引发事故。通过自动化在线监测来发现建筑结构早期的病害，并且对可能出现的病害进行预测，评估结构的适用性、安全性 和耐久性，采取有效的维护措施，在节约结构维护费用的同时，保证结构安全运营，延长结构使用寿命，具有重要的现实意义。

系统框架

建筑自动化在线监测系统架构如下图所示，其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。

感知层主要完成待监测物理量的信号转换，其由多种类型智能传感器构成，主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。

数据采集层主要负责数据采集，将感知层转换后的电信号转换成数字信号，以方便数据远距离传输。

传输通信层负责采集层与云平台之间通信及数据传输，数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据发送到云平台及云平台数据下发；无线传输主要通过GPRS/3G/4G/5G将数据传输到云平台及云平台数据下发。

应用层负责数据信息化管理，如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、预警等。预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员，并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。

监测方案

  建筑结构自动化在线监测的主要监测项目包括建筑结构水平位移、沉降、裂缝、倾斜、应力应变等，下表列出了建筑房屋健康监测中一些主要监测项目及使用到的传感器或仪器设备。

建筑结构自动化监测示意图