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JTS／T 305-2021 水运工程自动化监测技术规范.pdf

（1）估算线缆总长度并考虑预留长度； （2）调查设备安装位置； （3）调查直埋线缆路径情况、地下管线状况： （4）选择线缆防护处理方式

6.1.4线缆敷设应符合下列规定

6.1.4.1线缆敷设的规格、位置应符合自动化监测设计的要求，线缆应排列整齐，外皮 不得损伤，并设置标记 6.1.4.2线缆应进行保护冬季电气安装施工方案.docx，可采取镀锌管、PVC管、波纹管或桥架等保护措施： 6.1.4.3信号电缆、通信电缆应与强电电缆分开敷设，最小间距应符合现行国家标准 综合布线系统工程设计规范》（GB5031I）的有关规定：

6.1.4.4采用牵引方式敷设线缆时牵引力不应大于线缆最大允许张力

水运工程自动化监测技术规范（JTS/T305一202

最大牵引力不应大于线缆最大允许张力；人工牵引敷设时，速度应均勾：牵引长度不宜过 长，线缆过长时，宜分次牵引： 6.1.4.5传感器和采集设备之间的电缆宜直连无接头；条件受限时，宜采用冷压端子 压接或焊接的方式对接，并应对电缆接头进行绝缘和防水密封处理 6.1.4.6信号电缆芯线间绝缘电阻不应小于1M0芯线对屏蔽层或对地间绝缘电阻 不应小于10MQ 6.1.5数据采集设备的安装应符合下列规定： 6.1.5.1安装位置应根据传感器埋设情况、数据采集设备与传感器之间距离、安装条 件等因素综合确定： 6.1.5.2室外安装时应考虑各种天气条件下的适用性，并根据现场情况采取防水、防 雷、防腐蚀、防磁等措施， 6.1.5.3数据采集设备应安装牢固 6.1.6监测服务器的安装应符合现行国家标准《数据中心设计规范》（GB50174）的有关 规定，并应符合下列规定： 6.1.6.1服务器应安装在无强电磁干扰的位置： 6.1.6.2服务器安装位置应具备一定的空间和稳定可靠的电源

最大牵引力不应大于线缆最大充允许张力；人工牵引敷设时，速度应均勾：牵引长度 长，线缆过长时，宜分次牵引，

6.1.5.1安装位置应根据传感器埋设情况、数据采集设备与传感器之间距离、安装务 年等因素综合确定： 6.1.5.2室外安装时应考虑各种天气条件下的适用性，并根据现场情况采取防水、防 冒防腐蚀防磁等措施

6.1.5.3数据采集设备应安装牢固

6.2.1系统联调宜根据系统设计进行,并应包括下列内容：

.2.1系统联 (1)设备功能测试； (2）系统参数设置； (3）比测； （4）系统运行测试； （5）系统初始值确定

(1)设备功能测试； （2）系统参数设置； (3）比测； （4）系统运行测试； （5）系统初始值确定

6.2.2系统联调前应满足下列要求：

（1）设备、线路与设计要求一致； （2）电源稳定可靠，设备接地良好： （3）温度、湿度等环境符合设备正常运行要求

6.2.3设备功能测试宜包括下列内容

(1)设备工作状态检查； (2)传感器测试； （3）数据采集设备采集功能测试； （4）数据采集设备输出功能测试； （5）数据传输设备通信功能测试

6.2.4系统参数设置应主要包括下列内容

(1）设置传感器初始状态：

（2）设置传感器类型、监测位置、接通道号、标定系数等参数； 3）根据硬件拓扑关系，设置数据采集设备和数据传输设备之间的通信方式、速率、 地址等参数； （4）设置数据传输设备和服务器之间的通信方式、通信速率、地址等参数： 6.2.5比测应符合下列规定， 6.2.5.1监测点宜进行快速连续测试，检查测值是否稳定， 6.2.5.2比测宜采用过程线比较法， 6.2.5.3有条件的监测项目及监测点宜人工干预给予物理量变化，检查测值是否出现 相应变化： 6.2.5.4比测的方法、设备、精度应符合国家现行标准的有关规定： 6.2.6系统运行测试应符合下列规定 6.2.6.1测试数据应具有连续性，测试时采用的频次和时长应能反映监测对象的变化 情况： 6.2.6.2有干扰信号时，应进行来源检查并采取措施进行处理， 6.2.6.3监测系统正常工作状态下，自动采集数据缺失率不应大于3%： 6.2.6.4系统应测试自动巡测、定时巡测、选测的数据采集功能，数据处理和数据库管 理功能，运行状态自检和报警功能： 6.2.7监测初始值应在监测系统测试符合要求后测定，并应经至少3次以上的测定，数 值绝宝三可胎平均值胜头证拍值

5.2.6系统运行测试应符合下列规定 6.2.6.1测试数据应具有连续性，测试时采用的频次和时长应能反映监测对象的变化 情况 6.2.6.2有干扰信号时，应进行来源检查并采取措施进行处理： 6.2.6.3监测系统正常工作状态下，自动采集数据缺失率不应大于3%： 6.2.6.4系统应测试自动巡测、定时巡测、选测的数据采集功能，数据处理和数据库管 理功能，运行状态自检和报警功能： 5.2.7监测初始值应在监测系统测试符合要求后测定，并应经至少3次以上的测定，数 值稳定后可取平均值作为初始值

6.2.6系统运行测试应符合下列规定

6.2.8系统安装调试完成后.应提供系

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（1）绘制监测物理量过程变化图； （2）绘制各监测物理量在时间和空间上的分布特征图： 3）绘制各物理量之间的相关关系图 7.0.2数据分析之前，应考虑系统误差、偶然误差的影响，对原始监测数据进行粗差检验 和剔除、局部缺失插补、平滑滤波降噪等预处理： 7.0.3数据分析时应考虑温度、气压等外界因素和传感器本身的零漂、温漂等内部因素 的影响进行必要的修正： 7.0.4监测数据和历史可比数据的差值应在一定范围内，可根据具体情况设定阈值，超 过阅值时，应检查系统的运行状态： 7.0.5由监测系统自身引起的异常数据应剔除， 7.0.6由测量因素产生的异常值应进行处理 7.0.7监测数据分析方法可采用比较法、作图法、特征值统计法和数学模型法等 7.0.8监测成果的分析应包括下列内容： （1)将监测成果和有关物理量用图表、曲线或经验公式表示.分析监测项自的变化

（1）将监测成果和有关物理量用图、表、曲线或经验公式表示，分析监测项目的变化 趋势、单位变化量、变化幅度和相互关系的变化规律； （2）针对监测存在的问题，对监测设备、监测精度和监测期限提出改进意见： 7.0.9监测报告应包括阶段性报告和总报告，主要包括工程概述、监测项目、监测点布 置、监测成果及分析、结论、建议、附图、附表等内容

8.0.1系统维护应包括监测数据管理、设备检修、时钟校推、比测等： 8.0.2 原始监测数据应存入数据库，监测数据应实时备份，每月物理备份不应少于1次 8.0.3 使用期间的监测系统宜继承施工期间监测的数据，并宜进行对比分析与鉴别 8.0.41 设备应定期进行检查和校验，每年应至少进行次系统检查： 8.0.5监测设备出现故障时应及时维修或更换，并应在断电状态下进行，更换的设备应 与原系统相匹配， 8.0.6系统时钟应定期进行校准，可采用网络自动授时方式： 8.0.7有特殊要求的监测项自宜定期进行比测

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附录A常用自动化监测方法

A.0.1监测类别划分和监测设备

②波浪力、船舶撞击力和冰压力无专用传感器.可根据量程、精度等要求选择压力型传感器

附录B常用传感器性能指标

附录 B常用传感器性能指标

B.0.1加速度传感器的主要技术指标

B.0.2振弦式应变传感器的主要技术指标应符合表B.0.2规定 表B.0.2振弦式应变传感器的主要技术指标

B.0.3光纤光栅式应变传感器的主要技术指标应符合表B.0.3规定

表B.0.3光纤光栅式应变传感器的主要技术指

B.0.4位移传感器的主要技术指标应符合表B.0.4规定，

表B.0.4位移传感器的主要技术指标

B.0.5倾角传感器的主要技术指标应符合表B.0.5规定。

5倾角传感器的主要技术指标应符合表B.

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表B.0.5倾角传感器的主要技术指标

B.0.6静力水准传感器的主要技术指标应符合表B.0.6规定， 表B.0.6静力水准传感器的主要技术指标

B.0.7压力传感器的主要技术指标应符合表B.0.7规定 表B.0.7压力传感器的主要技术指标

B.0.8温度传感器的主要技术指标应符合表B.0.8规定： 表B.0.8温度传感器的主要技术指标

附录C常用数据采集设备性能指标

附录C常用数据采集设备性能指标

表C.0.1电信号数据采集仪技术指标

C.0.2光信号数据采集设备的主要技术指标应符合表C.0.2的规定 表C.0.2光信号数据采集仪技术指标

C.0.3光电信号数据同步采集设备的主要技术指标应符合表C.0.3的规定 表C.0.3光电信号数据同步采集仪技术指标

C.0.4振弦式数据采集设备的主要技术指标应符合表C.0.4的规定

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表C.0.4振弦式数据采集仪技术指标

附录D 本规范用词说明

附录 D 本规范用词说明

为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度的用词说明如下： （1）表示很严格，非这样做不可的，正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； （2）表示严格，在正常情况下均应这样做的，正面词采用“应”，反面词采用“不应"或 “不得”； （3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的，正面词采用“宜”，反面词采 用“不宜； （4）表示允许选择，在一定条件下可以这样做的采用“可”

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本规范主编单位、参编单位、主要起草人

主编单位：中交上海三航科学研究院有限公司 参编单位：中交第三航务工程局有限公司 上海港湾工程质量检测有限公司 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 中交天津港湾工程研究院有限公司 中交四航工程研究院有限公司 交通运输部天津水运工程科学研究院 主要起草人：吴锋（中交上海三航科学研究院有限公司） 邱松（中交第三航务工程局有限公司） 杨三元（中交上海三航科学研究院有限公司） （以下按姓氏笔画为序） 王其标（中交第三航务工程局有限公司） 刘红彪（交通运输部天津水运工程科学研究院） 孙洋波（上海港湾工程质量检测有限公司） 杨安韬（中交上海三航科学研究院有限公司） 陈韬（中交上海三航科学研究院有限公司） 范志宏（中交四航工程研究院有限公司） 周国然（中交上海三航科学研究院有限公司） 郝艳广（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司） 黄周泉（中交第三航务工程局有限公司） 曹金宝（上海港湾工程质量检测有限公司） 曹胜敏（中交第一航务工程勘察设计院有限公司） 舒方法（中交第三航务工程局有限公司） 解林博（中交天津港湾工程研究院有限公司）

主要审查人：解曼莹 （以下按姓氏笔画为序）

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主新、主胜年、仇伯强、文立、刘红宇、刘现鹏、刘爱民、 贡金鑫、杨国平、武方洁、战和增、程泽坤、魏宏大 总校人员：刘国辉、李荣庆、刘连生、董方、檀会春、吴锋、杨三元、 刘旭 管理组人员：吴锋（中交上海三航科学研究院有限公司） 邱松（中交第三航务工程局有限公司） 杨三元（中交上海三航科学研究院有限公司）

王新、王胜年、优伯强、文立、刘红宇、刘现朋 贡金鑫、杨国平、武方洁、战和增、程泽坤、魏宏 总校人员：刘国辉、李荣庆、刘连生、董方、檀会春吴 争 刘旭 管理组人员：吴锋（中交上海三航科学研究院有限公司） 邱松（中交第三航务工程局有限公司） 杨三元（中交上海三航科学研究院有限公司）

中华人民共和国行业标准

水运工程自动化监测技术规范

ITS/T 3052021

总则 (27) 基本规定 (28) 监测系统设计 (29) 5 设备 (31) 5.1一般规定 (31) 5.2传感器 (31) 5.3数据采集设备 (31) 系统安装与调试 (33) 6.1 系统安装 (33) 6.2系统联调 (33) 数据分析与报告 (34)

0.3本条中国家现行有关标准包括《水运工程水工建筑物原型观测技术规范 JTS235）、《水运工程地基基础试验检测技术规程》（JTS237）等

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3.0.1本条推荐采用自动监测的具体情况

（1）监测点所处环境条件限制，导致人工监测无法实施； （2）人工监测难度大的项目，包括监测频次较高导致的人工监测难以实施，也包括量 然监测频次不高但是人员难以到达或者周边环境过于复杂的情况； （3）监测频次要求较高的项目，即监测频次高于1天一次； （4）自动化监测前期一次性投入较高，而后期监测成本远低于常规监测方式，监测期 限越长，经济性越好，因此从经济性上考虑，长期监测时较适合采用自动化监测技术： （5)具有特殊要求的监测项目，是指结构关键位置的测点、重要受力位置、影响结构 安全的重点监测项目和监测数据的实时性要求较高的监测项目等： 3.0.2本条中监测频次是指单位时间内的监测次数；监测期限是指监测单位提供监测服

3.0.2本条中监测频次是指单位时间内的监测次数；监测期限是指监测单位提供监测服 务的时间期限

4.0.2本条对监测系统的设计原则做出基本要求，水运工程项目测点布置区域多较为分 散，适合采用分布采集，集中管理的方式，监测现场一般采用标准总线搭建通信网络，然后 再通过统一的数据输出接口和监测服务器进行双向交互，模块化是将系统分离成独立功 能模块的方法，可以方便地进行模块间组合、分解，方便单个模块的功能调试，系统具有较 强的扩展性，可以根据监测技术需求进行排列组合，快速搭建监测系统，当部分模块出现 故障时，不会影响其他模块正常工作，具有较强的适用性：因此水运工程自动化监测适合 采用模块化的方式： 4.0.3分散独立控制方式是在监测现场配置能独立完成数据采集、通信的监测子站，然 后把数据汇聚到监测服务器，这种方式适用于测点间距比较远的场合；集中控制方式是指 监测现场的监测子站不具有独立工作能力，由监测服务器对监测子站进行查询和控制；混 合控制方式为以上两种方式组合使用， 4.0.4本条中监测系统的可扩展性包括两个含义，一是指硬件设备的可扩展性，即监测 设备支持根据需要增加监测项目或者监测点，也就是可以增加通道的数量；二是软件的可 扩展性，可以添加新的功能或者修改完善现有功能来考虑未来的发展 4.0.7.1集中采集是将多个传感器用信号电缆引至数据采集设备进行采集，分散采集 是将传感器直接接入数据采集设备，数据采集设备再通过总线级联， 4.0.7.2数据采集设备具备指令设定、时钟修改、系统参数配置等远程控制的功能，能 够提高系统的自动化程度，方便远程对监测系统进行设置和更改，实现无人值守自动化 采集， 4.0.7.4应答式是在查询应答工作方式下，采集设备自动采集和存储，但不主动传送 给监测服务器，只有当中心发出查询指令时，才将数据送出，自报式是一种不受分中心 指令控制的工作方式，按照预设的监测频次，主动将数据向监测服务器发送，其特点是功 耗低、结构简单、实时性强，能较好反映参数变化全过程： 4.0.7.6在水运工程自动化监测系统中，可能存在不同的监测对象和监测项目接人同 一个数据采集模块的情况，会使用不同的监测频次，因此规定对数据采集设备可以设置不 同的监测频次： 4.0.9.1地处偏远、环境恶劣的水运工程项目，现场信号情况、数据传输速率、传输数 据量对监测数据和监测服务器之间的通信有较大影响，因此工程所处环境作为考虑因素， 4.0.9.4修复链路能力是指某个传输线路发生故障时，能够保证数据完整性和可靠性 的能力，

4.0.2本条对监测系统的设计原则做出基本要求，水运工程项目测点布置区域多较为分 教，适合采用分布采集，集中管理的方式，监测现场一般采用标准总线搭建通信网络，然后 再通过统一的数据输出接口和监测服务器进行双向交互，模块化是将系统分离成独立功 能模块的方法，可以方便地进行模块间组合、分解，方便单个模块的功能调试，系统具有较 强的扩展性，可以根据监测技术需求进行排列组合，快速搭建监测系统，当部分模块出现 故障时，不会影响其他模块正常工作，具有较强的适用性：因此水运工程自动化监测适合 采用模块化的方式

后把数据汇聚到监测服务器，这种方式适用于测点间距比较远的场合；集中控制方式是指 监测现场的监测子站不具有独立工作能力，由监测服务器对监测子站进行查询和控制；混 合控制方式为以上两种方式组合使用，

后把数据汇聚到监测服务器，这种方式适用于测点间距比较远的场合；集中控制方

4.0.10.1自供电系统有风力发电、太阳能供电和风光互补供电等方式，

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4.0.10.4根据现场实施经验，雷击对监测系统的破环威胁较大，因此供电系统的防雷 设计也十分重要， 4.0.12.6在工程前期不具备自动采集，或监测系统故障的情况下，可以由测试人员携 带二次仪表直接读取传感器数值，通过监测软件预留的人工录入接口录入数据，保障数 据的完整性和连续性，

4.0.10.4根据现场实施经验，雷击对监测系统的破环威胁较大，因此供电系统的防管 设计也十分重要， 4.0.12.6在工程前期不具备自动采集，或监测系统故障的情况下，可以由测试人员携 二次仪表直接读取传感器数值，通过监测软件预留的人工录入接口录入数据，保障数 居的完整性和连续性，

5.1.1.2水运工程现场环境较为恶劣，多盐雾、潮湿环境，因此在选择设备时需要满足 现场环境要求： 5.1.1.3水运工程自动化监测项目涉及传感器和数据采集模块数据的数据传输，数据 售墙地到临洲服名盟之问的断压输合通到

5.1.1.2水运工程现场环境较为恶劣，多盐雾、潮湿环境，因此在选择设备时需要满足 现场环境要求

5.2.3电子元器件通常都有一定的温度系数，其输出信号会随温度变化而漂移，称为 温漂””本条中传感器温度补偿是指为减小温漂，采用补偿措施在一定程度上抵消或减 小其输出的温漂：另外，水运工程中很多监测项目对环境温度敏感，因此需要对环境温度 同步监测，

5.3.1.2数据采集设备的分辨率一般要大于传感器的分辨率，这样才能充分利 器的性能，如果传感器分辨率大于数据采集设备分辨率，这样只能得到分辨率低的 果，浪费硬件资源，

5.3.2动态采集一般用于动力特性参数的采集，一般包含加速度，速度位移，应变等.通

过以上参数的时程曲线，能够获取被测结构的自振频率、阻尼比、振型等动力性能参数，利 争态采集的主要区别在于采样频率，比如应力应变等参数既可以使用静态采集，也可以便 用动态采集，主要取决于监测需求

5.3.3根据奈奎斯特（Nyquist）采样定理，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，

祥之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，又考虑高频信号混叠和方便计算机 处理两个因素，采样频率取信号最高频率分量的2.56倍以上：在实际使用时，如果主要 关心频率成分，采样频率可以设置信号最高频率的2.56倍~4倍，如果关心信号的幅值 采样频率一般取关心的信号频率的10倍以上，才不会使信号幅值有明显的失真， 5.3.4在动态监测中，采样频率不可能无限高也不需要无限高，一般只关心一定频率范 AA

围内的信号成分.理论上信号保护的频率成分是无穷的高频的信号可能

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给信号分析带来困难，因此动态采集设备需要具有低通滤波功能，只容许低于截止频率的 信号通过，高于截止频率的信号则被阻隔、减弱

信号通过，高于截止频率的信号则被阻隔、减弱。 5.3.5为保证采集数据质量，提高系统的信噪比，需要对信号进行放大、滤波、去噪、隔离 等预处理，对于信号强度量级有较大差异的不同信号，采集器需要对信号进行隔离，避免 强信号对弱信号的干扰

5.3.6自动巡测指系统按照预先设定的监测频次、监测范围进行自动监测采集各

5.3.8采样频率指每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，即计

采集多少个信号样本，采样时长是按照预设采样频率采集的一段时间

6.1.2.9传感器安装完成后进行现场测试，便于及时发现异常传感器：

6.1.2.9传感器安装完成后进行现场测试，便于及时发现异常传感器： 6.1.4.3信号电缆、通信电缆在敷设时与可能产生电磁干扰的强电电缆分开敷设

.2.4设置传感器初始状态是使传感器的输出为零原油管道顶管穿越铁路施工组织设计，若有零漂现象，一般采用分段线性 零漂假设法进行处理

零漂假设法进行处理 6.2.5.2过程线比较法是分别选取某一测点在相同次数、相同时间的直动测值和人工 则值，分别绘出自动化测值过程线和人工测值过程线，进行规律性和测值变化幅度的 比较， 6.2.6.3自动采集数据缺失值的产生原因多种多样，从缺失的分布来讲可以分为完全 随机缺失、随机缺失和完全非随机缺失，这里主要避免完全非随机性缺失率，对于因监测

6.2.5.2过程线比较法是分别选取某一测点在相同次数、相同时间的自动测值 测值，分别绘出自动化测值过程线和人工测值过程线，进行规律性和测值变化 比较

测值，分别绘出自动化测值过程线和人工测值过程线，进行规律性和测值变化幅度的 比较 6.2.6.3自动采集数据缺失值的产生原因多种多样，从缺失的分布来讲可以分为完全 随机缺失、随机缺失和完全非随机缺失，这里主要避免完全非随机性缺失率，对于因监测 仪器损坏且无法修复或更换而造成的数据缺失，以及系统受到不可抗力及非系统本身原 因造成的数据缺失，不计入应测数据个数：统计时段根据实际监测需要取1天、2天或！ 周.结合项目经验，自动化监测数据缺失率不应大于3%

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7.0.1相关关系不仅包括监测项目间的相关关系，也包括物理量的时空关系 7.0.2粗差是测量误差的一种武昌水果湖小教学综合楼施工组织设计，一般是指绝对值大于3倍中误差的监测误差，对于自动 化监测来说一般是指设备某些部件的偶然失效等因素引起的测量粗差；误差是指测量值 和真实值之差，根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类： 7.0.5产生异常数据原因主要有结构状态变化引起的和监测系统自身异常引起的， 7.0.9阶段性报告一般有两种，一是监测设计规定周期的阶段性报告；二是当监测物理 三明三切汁工当就业

7.0.9阶段性报告一般有两种，一是监测设计规定周期的阶段性报告；二是当监测物理 量明显超过正常值或水工建筑物发生损坏时监测实施单位提供的报告