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建筑结构健康监测系统的研发和应用

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登记号:G20201045

所属行业:建筑业

学科分类:信息科学与系统科学;土木建筑工程;

关键词: 建筑结构 传感器 健康监测 数据融合 损伤识别

绿色分类:材料节约;

  • 基本信息
成果名称: 建筑结构健康监测系统的研发和应用
成果登记号: G20201045 学科分类: 信息科学与系统科学;土木建筑工程;
绿色分类: 材料节约; 项目关键词: 建筑结构  传感器  健康监测  数据融合  损伤识别
推荐单位:

同济大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作,面洽, 成果所属行业: 建筑业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于土木建筑与传感器、物联网、人工智能交叉的学科领域,是智能建造在工程领域的研发和应用。本项目针对超高层建筑和大跨度空间结构,持续系统地进行建筑结构健康监测通用系统的研发和工程应用。在重大建设项目中专门开发结构健康监测系统,进行结构性态监测和损伤识别预警,是现代结构工程研究和应用的新支柱。然而,由于测试项目、设备选择、传感原理、数据协议、评估方法等的差异,以往的健康监测系统均按建设项目逐个开发,项目间数据不共享、不兼容、不具备普遍适用性。本项目依托传感技术、信息技术、人工智能技术,开展了10余年跨学科领域的理论研究、设备试验、系统开发和工程实践,突破了建筑结构健康监测关键技术普遍适用性的难题,研制了具有自主知识产权、全面国产化的建筑结构健康监测通用系统,相比类似系统,整体成本减少50%以上,形成了集研发、制造、安装、评估于一体的规模化建筑结构健康监测产业。项目成果已应用于国内22个地区50余项重大工程,并已在海外项目中获得成功应用。项目关键创新点如下:1. 基于物联网的通用监测系统架构。系统架构统一了各监测子项的传感设备、数据协议、数据管理和检索方法,实现了传感设备、数据采集、数据存储和发布的无缝兼容,提供了多终端访问和显示查询手段。2. 项目监测数据共享基础数据库。基于通用的监测系统架构,项目成果在多个重大工程项目中成功应用,项目监测数据共享、兼容,形成了超高层和大跨度空间结构健康监测基础数据库。3. 覆盖建筑结构性能监测的全套传感器和数采系列产品。产品体系通过了国家和上海市计量测试权威机构的检测和计量认证,申请了产品专利和软件著作权。全系列产品形成了规模化的生产,在硬件层面实现了系统的全面兼容。4. 高效的结构健康监测数据管理方案。管理方案实现了高并发、低延迟的数据存储以及快速的数据检索。建筑结构健康监测系统数据管理软件兼容全系列传感和数采设备,具有优良的扩展性和通用性,完成了数据库部署、建立了数据集合和索引。5. 建筑结构健康监测评估和预警软件。基于海量监测数据,进行信号预处理,数据清洗,多传感器数据融合,对超高层建筑和大跨度空间结构进行地震、台风、温度及长期环境效应下多变量模态识别和结构预警,可以实现在线和离线条件下的结构性态识别和损伤评估。创新成果:获得发明专利1项,实用新型专利6项,软件著作权23项,主编上海市地方标准2部,参编行业协会标准1部;发表学术论文25篇。验收意见和水平检索结论表明项目整体成果达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。应用及效益:项目成果被国家和上海规范采纳,成为行业共有技术;直接应用于50余项国家和地方重大工程,并且在海外项目获得成功应用。近三年新增产值超过5300万元,新增利润达到1800余万元,完成了规模化、集成化、产业化的技术应用转化,推动了技术进步,具有显著的社会、经济和环境效益。

姓名: 张其林 性别:
出生日期: 2020-05-27 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市四平路1239号行政北楼312室
电子邮件: chengky@tongji.edu.cn
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