據悉，2021年底以前，我國150米以上高層建筑有2581棟。但這類超高層建筑結構的健康監(jiān)測，是一道全國地震系統(tǒng)科研單位都想攻克的技術難題，而破解這道技術難題的關鍵在于解決健康診斷產出數據自動生成難題。

監(jiān)測目的

保障建筑安全：及時發(fā)現(xiàn)樓宇結構在振動作用下的潛在問題，如裂縫、變形等，預防結構損壞和倒塌事故，確保人員生命和財產安全。

提升居住舒適度：通過監(jiān)測和控制振動，減少不必要的振動干擾，為樓宇內的人員提供更舒適的工作和生活環(huán)境。

評估環(huán)境影響：了解周邊環(huán)境因素如交通、施工、機械運行等對樓宇振動的影響，為環(huán)境管理和規(guī)劃提供依據。

監(jiān)測系統(tǒng)組成

傳感器：采用高精度的振動傳感器，如加速度傳感器、位移傳感器等，安裝在樓宇的關鍵部位，如樓頂、樓板、柱子等，實時采集振動數據。例如394A三軸微振動傳感器和374A單軸微振動傳感器，能夠實時監(jiān)測房屋建筑的振動情況。

394A系列產品是一款低頻微振動測量用三軸加速度傳感器-森瑟科技

374A-0.5地震傳感器 森瑟科技

數據采集與傳輸設備：將傳感器采集到的模擬信號轉換為數字信號，并通過有線或無線網絡傳輸到數據處理中心。可采用具有藍牙模塊和2.4G的WiFi模塊的單片機進行數據處理和傳輸。

數據處理與分析軟件：對采集到的大量振動數據進行處理、分析和存儲，運用專業(yè)的算法和模型，如時域分析、頻域分析、模態(tài)分析等，提取有用的振動特征信息，評估樓宇的振動狀態(tài)和健康狀況。

監(jiān)測預警平臺：建立一個集中的監(jiān)測預警平臺，實時顯示樓宇的振動數據和分析結果，當振動超過設定的閾值或出現(xiàn)異常情況時，能夠及時發(fā)出預警信號，通知相關人員采取相應的措施。

監(jiān)測內容

振動加速度：測量樓宇在不同方向上的振動加速度，反映振動的強度和劇烈程度，是評估振動危害的重要參數。

振動位移：記錄樓宇結構的位移變化，了解其在振動作用下的變形情況，通過在建筑物的重要部位安裝位移傳感器，如L3001-50.8LVDT位移傳感器，實時記錄位移數據，評估穩(wěn)定性。

振動頻率：分析振動的頻率特性，確定振動的來源和性質，如是環(huán)境振動還是結構自身的振動特性，有助于區(qū)分正常振動和異常振動。

應力應變：監(jiān)測樓宇結構在振動過程中的應力應變變化，了解結構的受力情況和損傷程度，實時監(jiān)測建筑物在承載過程中的應力變化，提示可能存在的安全隱患。

監(jiān)測方法

長期連續(xù)監(jiān)測：對樓宇進行長期的連續(xù)振動監(jiān)測，獲取全面、系統(tǒng)的振動數據，掌握樓宇在不同工況和環(huán)境下的振動特性，為結構健康評估和維護提供依據。

短期專項監(jiān)測：在特定時期或針對特定事件，如施工期間、地震發(fā)生后等，進行短期的專項振動監(jiān)測，以便及時了解樓宇在這些特殊情況下的振動響應和結構狀態(tài)。

移動監(jiān)測：利用便攜式振動監(jiān)測設備，對樓宇的某些特定區(qū)域或部位進行移動監(jiān)測，補充固定監(jiān)測點的數據，提高監(jiān)測的全面性和靈活性。

數據處理與分析

數據預處理：對采集到的原始數據進行濾波、去噪、校準等預處理操作，提高數據的質量和可靠性。

特征提取與分析：提取振動數據中的關鍵特征，如峰值、均方根值、頻譜特性等，運用統(tǒng)計分析、信號處理等方法，對特征進行分析和解讀，評估樓宇的振動狀態(tài)。

健康評估與診斷：根據振動數據和分析結果，結合樓宇的結構模型和歷史數據，運用機器學習、人工智能等技術，對樓宇的健康狀況進行評估和診斷，判斷是否存在結構損傷、缺陷等問題，并預測其發(fā)展趨勢。

異常檢測與預警：設定合理的振動閾值和預警規(guī)則，當監(jiān)測到的振動數據超出正常范圍或出現(xiàn)異常變化時，及時發(fā)出預警信號，并通過短信、郵件、APP推送等方式通知相關人員，以便采取相應的應急措施。

應用案例

地震預警：振動傳感器可以感測地震等自然災害的振動，及時切斷燃氣或電源，防止二次災害發(fā)生。

結構健康監(jiān)測：長期監(jiān)測建筑物的振動情況，評估建筑物的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。

環(huán)境影響評估：調查房屋周邊的環(huán)境因素，評估它們對房屋震動的影響，預測未來可能對房屋產生的影響。

方案優(yōu)勢

全面性：能夠對樓宇的振動進行全面、多維度的監(jiān)測，涵蓋振動加速度、位移、頻率、應力應變等多個參數，為評估樓宇的振動狀態(tài)提供豐富的數據支持。

實時性：通過的數據采集和傳輸技術，實現(xiàn)對樓宇振動的實時監(jiān)測和快速響應，及時發(fā)現(xiàn)振動異常情況，確保能夠在時間采取措施。

準確性：采用高精度的傳感器和專業(yè)的數據處理分析軟件，能夠準確地獲取和分析振動數據，提高監(jiān)測結果的可靠性和準確性。

智能化：借助智能算法和模型，實現(xiàn)對振動數據的自動分析、健康評估和異常預警，提高監(jiān)測效率和管理水平，減少人工干預。

靈活性：監(jiān)測系統(tǒng)可以根據不同的樓宇結構和監(jiān)測需求，靈活配置傳感器的數量、位置和監(jiān)測參數，具有較強的適應性和可擴展性。