标准规范下载简介

TCECS505-2018 光纤光栅结构振动检测与监测标准.pdf

在实际工程中.对于多单元的监测结果与理论分析结果进 进一步提高荷载计算精度。

7.8.2荷载识别可采用影响线面积法，车辆荷载通过结构时的应

7.8.2荷载识别可采用影响线面积法，车辆荷载通过结构时的应 变时程面积与单位荷载下的影响线面积之比就是移动荷载的大 小。

通常情况下，桥梁结构所受移动荷载为多轴车辆荷载，因此所 测得的结构响应可看作是多个集中荷载的作用叠加。因此需要获 得车辆荷载作用下的结构量值曲线。如图13所示简支梁，其上作 用于四个车轴车载，各轴间距离分别为d1、d2、d3，各轴轴重分别

燃油燃气锅炉房设计要求车辆荷载作用下跨中截面弯矩景

(0<.r

式中，.为第一个车轴距桥头的距离，（.）为跨中截面弯矩影响 线，称F（.r）为车辆荷载影响线函数。由于各车轴对于结构的作用 时间并不一致，因此每个车轴的影响线方程应为式（18）、式（19）， 在该车轴还未在结构上时影响值为0，而总的影响长度则为桥长 与总轴距之和。 然后通过式（20）进行车辆荷载识别：

F(.r)d.r f(.r)d.r

式中，P即为车辆荷载总重，L为桥长，1为车身长。F（.r）为车辆 荷载影响线，可通过现场测试获得，f（.）为量值影响线，可通过有 限元方法或采用已知车型、车重的车辆，按照一定速度匀速行驶 反复多次获得。 对简支梁桥而言.可考虑通过式（21）获得车载速度：

式中，d对简支梁桥可取桥长，△/则为结构应变、位移等能反映结 构响应的物理量出现明显变化的持续时间

传感器网络的数据采集、控制与处理

8.1.1光纤光栅传感器网络将获取海量数据，采用信息融合技

8.1.1光纤光栅传感器网络将获取海量数据，采用信息融合技 术，对监测信号的特征进行提取、分离、压缩和和分析处理，是实现 结构健康监测的重要手段。数据采集和传输子系统应包括数据采 集、数据预处理、数据传输（通信）。其中数据采集系统是根据监测 系统的功能需求，设计形成一个或多个数据采集终端，分别布置在 待测结构上。按照控制中心站等终端的要求，在光纤传感器的配 合下，采集结构的各类信号，进而将这些信号数据传输到监测中 心，继而实现远程监控中心访问下载及统一管理

心继而实现远程监控中心访问下载及统一管理， 8.1.2数据质量是衡量数据传输网络的主要参数。光纤传感器 网络的数据传输方式应包括采集现场的内场传输和远程数据传输 的外场传输。应尽量利用现有的网络条件搭建传输线路，实现内、 外场的整个传输网络间的数据传输和共享，为此应匹配各设备终 端的数据接口。传输宜采用成熟的数据接口和协议如TCP/IP协 议。对于实时的传输网络，传输的同步应匹配时间基准和数据传 输速度的需求。传输硬件应注意各级设备间的软硬件兼容匹配， 应考虑对传输硬件提供足够防护，尽量选用户外型的工业级的设 备和线缆，优先采用有线形式的电缆和光纤/光缆连接，不允许时 可采用无线通信的传输形式。此外，数据传输故障时还应有告警 和修复机制。

1.2数据质量是衡量数据传输网络的主要参数。光纤传

由于光纤法兰头或光纤末端引起的反射，使中心波长的探测值更 准确。采集中往往能同时采集到光纤传感器中的中心波长信号和 噪声信号，而噪声信号的能级往往低于传感器中心波长信号的能 级，因此采集系统应可以设置某信号强度國值，國值以下的可认定 是噪声进行隔离，在值之上进行中心波长信号的采集，强度國值 的具体数值，应依据光纤传感器和采集硬件的特性及标定数值进 行确定。

8.1.4错误数据是指所采集数据样本中的个别值，其数值明显偏 离其所属样本的其余观测值，对错误数据的判别与剔除宜采用物 理判别法和统计判别法等方法

.1.5各级数据通道必须确保高效率无差错的传送。若

数据整体传输必然导致可靠性下降，且任何一种通信线路上都不 可避免受到一定程度的于扰，尤其在恶劣的施工环境下。信道噪 声所造成的后果是接收端接收的数据与发送端不一致，即造成传 输差错。为避免传输差错，宜建立数据校验的传输质量控制机 制

8.2.1采集设备的分布方式包括：

8.2数据同步采集和控制

集中采集：传感器系统空间分布较集中时宜采用此方法.即仅 设置单一的中心采集站（仪），根据实际情况，中心采集站（仪）可安 置于结构外，也可以安置于桥隧结构内达到安置条件的区域 分散采集：传感器系统空间分布较分散时，或集中采集方案传 感器和采集站（仪）的连接距离超过传感器信号衰减传输性能所充 许的最远距离时.宜考虑设置多个子采集站（仪），各子采集站（仪） 与中心采集站（仪）相连，其中子采集站（仪）必须置于具备设备安

置条件的区域，传感器与采集站（仪），子采集站（仪）与中心采集站 仪）的连接必须可靠、稳定。 混合采集：指的是集中采集和分布式采集混合使用的方式。 在同一结构的监测中，在传感器空间分布较为分散时，总体上可以 设置多个子采集站（仪）进行分布式采集，而在特定局部可以另光 纤传感网络直接连接中心采集站（仪）而采用集中采集。 8.2.2应依照不同被测结构的类型特点和被测物理量对采集数 据的具体需求.选择合适的采集模式，如表1所示

8.2.3当同时监测多个待测量时，应变（应力）的最低采集频率应 符合多个待测量中对频率要求最高的待测量的监测要求。根据信 号处理的采样定理以及预防混叠现象的出现，设置的采样频率应 高于结构待评价频域的最高频率的2倍，条件允许宜大于2.5

数据采集的时间同步性包括时间同步采集和时间异步采集，同步 采集又可依据时间同步误差较小的（一般≤1ms）的认为是严格的 司步采集，以及时间同步误差虽较大但却能达到或接近严格同步 采集的同等效果的伪同步采集。伪同步采集模式，也称为模拟同 步采样模式或分组采集模式.适合应用在对某组采集的组内时差 要求尽量小，但组和组之间的时间间隔较大的监测场合。比如某 监测需求是采集结构的四个不同区域传感器数据某1秒内的最大 值，假设采集频率是10hz，传感器按四个区域分别连接到采集设 备的四个通道。由于仅采集最大值，采集设备既可采用严格的同 步采集模式，即每0.1秒内都严格的以≤1ms的时间同步误差同 时采集四个通道的数据，然后求最大值：也可以采用伪同步采集模 式，即根据信号通道开关的能力，每0.1秒内轮流对四个通道进行 分别采集（每通道先单独采集0.025s，再进行下一通道的采集）： 然后求最大值，如此时间同步误差虽然远大于严格同步采集模式 的误差.但在实际监测中也能达到监测需求。伪同步采集和异步 采集在满足监测需求的前提下，可大幅降低监测系统对采集硬件 的性能要求

8.2.5采集硬件（设备）进行性能，功能设计时.应依据监测系统总体 设计和业主对采集子系统的具体性能和功能来进行针对性的设计和 选型，可以将采集硬件根据技术水平和实现监测目标的能力.分成若 干技术层级，表2给出了各技术层级的典型性能指标和功能

表2数据采集设备的性能和功能要求电信号光信号模拟电压信号外场采集数字信号光纤传感器输出光信号通信光信号信号类型集中式的基于CAN.Lonworks.专用光纤光栅符合国家通PC1.PXI,USBPCMCIA.IEEE等信相关标准等接口的采集板卡总线设备解调仪（模块）的通信设备技术层级甲丙甲乙丙光：全兼容：数：RJ45、光：指定：接口标准数：RJ45、RS232.USB、RS232等指定CAN等至至少2种少3种波长范围波长范围波长范围输入范围≥75nm≥40nm≥40nm动态范围≥90db≥70db≥50db40db25db最低需求符合国家主要考察动态0~通信相关性能设计指标、规格采样频率动态0~最低需求1kHz:静态500kHz：静态标准通道数不限：通道数：0~8：通道状况各通道独立、同步、无道间干扰各通道独立、各通道独立、同步；可智同步：无智能最低需求能配置配置传感器数传感器数传感器数≥40时.≥40时.≥40时.数据容量采用非易失CMOS.SRAM.SSD做介质在线实时在线实时在线实时≥365天≥90天≥1天

续表2波长：≤0.5pm:分辨率A/D分辨率≥16位≤0.2pm:最低需求A/D:≥16位A/D：>16位转换16位转换16位，精度最低需求0.5pm级2pm级最低需求同步us级同步ms级重复性2pm2pm最低需求传输率≥250Mbps≥100Mbps最低需求≥>250Mbps≥100Mbps最低需求传输距离全域无中继需中继最低需求甲级有线、全速无线.支持无线设备通信方式乙级有线、低速无线或预留无线设备端口丙级有线主要考察甲级符合国家性能设计成套标准化扩展卡指标、规格通信相关扩展能力乙级预留接口.需专门开发标准丙级不具备甲级可智能自动触发触发方式乙级手工、程序、阅值触发丙级手工触发甲级硬件层支持全时在线、远程硬件指令在线模式乙级至少分时在线.无程由上位机软件层实现丙级不在线、远程由上位机远程桌面实现智能高、低信号调理带通硬件人工、软件能力滤波.智能最低需求智能自调理雷人工配置最低要求滤波和放大放大

续表2电信号光信号模拟电压信号外场采集数字信号光纤传感器输出光信号通信光信号信号类型集中式的基于CAN,Lonworks,符合国家通PCI.PXI.USBPCMCIA.IEEE等专用光纤光棚栅信相关标准总线设备解调仪（模块）等接口的采集板卡的通信设备技术层级甲乙内甲乙丙光：全兼容：数：RJ45、光：指定：接口标准数：RJ45、RS232.USBRS232等指定CAN等至少3种至少2种波长范围波长范围波长范围输人范围≥75nm≥40nm≥40nm动态范围≥90db≥70db≥50db40dh25db最低需求符合国家主要考察动态0~动态0~通信相关性能设计指标、规格采样频率1kHz:静态500kHz:静态最低需求标准通道数不限：通道数：0~8：各通道独立、各通道独立、通道状况各通道独立、同步、无道间干扰同步可智同步：无智能最低需求能配置配置传感器数传感器数传感器数≥40时.≥40时，≥40时.数据容量采用非易失CM(S、SRAM、SSD做介质在线实时在线实时在线实时≥365天≥90天≥1天

续表2波长：≤0.5pm:分辨率A/D分率≥16位≤0.2pm;最低需求AD：>16位A/D:≥16位转换16位，转换16位.精度同步级最低需求0.5pm级2pm级最低需求同步ms级重复性2pm2pm最低需求传输率>250Mbps≥100Mbps最低需求≥250Mbps≥100Mbps最低需求传输距离全域无中继需中继最低需求甲级有线、全速无线支持无线设备通信方式乙级有线、低速无线或预留无线设备端口丙级有线主要考察甲级符合国家性能设计成套标准化扩展卡通信相关指标、规格扩展能力乙级预留接口.需专门开发标准丙级不具备甲级可智能自动触发触发方式乙级手工、程序、阀值触发丙级手工触发甲级硬件层支持全时在线、远程硬件指令在线模式乙级至少分时在线·无程由上位机软件层实现丙级不在线、远程由上位机远程桌面实现智能高、低、信号调理带通硬件人工、软件最低需求智能自调理需人工配置最低要求能力滤波.智能滤波和放大放大

续表2甲级智能实时自校准自校准校准功能乙级分时自校准可靠性外校准丙级定时外校准设计串模干扰抑制抗电磁干扰共模干扰抑制使用寿命符合监测系统具体要求甲级支持手持操作或配套手持模块便携性乙级预留手持操作接口丙级现场采集最低需求甲级设备状态、采集阅值符合国家人性化通信相关采集报警乙级设备状态设计标准丙级无报警甲级自带部分数据处理分析处理数据分析辅助乙级可扩展实现数据分析前处理丙级无辅助功能高低温保护防护功能抗冲击和振动环境适应性设计防潮湿和盐雾85工作温度符合监测系统具体要求.安全必要安全防护：防火、防雷、防辐射、防侵人、防对人员伤害

表3采集设备安置场所基本要求

所，计算机、网络、监控设备安置场所，消防、电力、通信设备安置场 所等。

8.2.8安置场所宜达到的条件要求，如表3所示。

应，应符合《外壳防护等级（IP代码）》（GB4208）、《低压成套开关 设备和控制设备》（GB7251.1）、《高压开关设备和控制设备标准》 （GB/T11022）和国际电工委员会（IEC)529号《外壳防护型式的

分级》或其他等效标准的规定

8.2.10监测系统长期采集的数据或在高频方式下采集的监测数 据容量巨大。数据容量大小合适与否，直接影响到监测系统识别 和分析结构特征。长期存储海量的采集数据，既增加系统硬件设 备的压力，也增加用户抽取数据进行结构分析时的工作量。因此 在采集软件设计时，宜采取如下办法来解决海量数据的问题：设置 采集阈值来进行触发采集或存储。即桥隧如应变等被测量波动较 小接近噪声时，软件可以设置不采集或不存储、不发送；设置分时 和定时触发采集的机制。即根据桥隧结构特点和监测需求，不进 行连续性全时的采集和存储，而是采取分时段来确定采集、存储和 发送的策略；应保证存储设备的安全性和保密性，对设备的操作应 形成历史记录备查。

8.3.1数据预处理应进行滤波降噪。方法宜包含低通滤波、带通 滤波、高通滤波、数据平均处理等。实际监测中，数据采集系统和 数据分析处理系统有多种组合形式比如有的监测系统将数据采 集设备、数据处理（预处理、后处理）设备、数据分析设备进行上下 级布置，各级间通过网络传输连接；而有的监测系统会将数据采 集、处理到分析都集中在本地同一个终端中。同样地，在滤波器的 设计和配置上，有的监测系统会分别对数据采集设备、数据处理设 备、数据分析设备都有单独的滤波器设计和配置；而有的监测系统 会将数据采集、处理到分析设备进行统一的综合设计和配置。因 此应根据监测具体需求来对滤波器进行设计和选用·其原则是应 遵循最大限度滤除噪声和最大限度保留有用信号。采集数据中的 噪声多属于高频信号时.此类信号宜在数据预处理阶段就采用低 通或带通类型的数字滤波器进行滤波；对于振动模态分析的监测 场合，应在数据的分析处理阶段对结构的振动信号进行分析，应对 其结构静态成分（趋势项）利用处理软件的频谱分析滤波功能进行

8.3.3数据预处理和后处理应按表4进行硬件、软件和

8.3.+针对动态监测的降噪滤波.宜使用EMD(empiricalmod

表4数据处理的设计内容数据预处理数据后处理误差应根据数据类型进行专项处理粗差、去趋截取时域分析异常点 偶然误差系统滤波降噪势项(断)频谱分析宜根据数据时间误差先后进行时宜利用互相关应截选离宜利用自相关函数检散非时限验信号信号的有函数检验数据源的位作平均低通高通带通其他应选择合适的限时长内相关性.并检置.并机处理方法应判断值法滤波 滤波滤波 滤波的数据样国函数、算法验随机噪声检验通分制异常点中的周期本进行道噪声产生原宜修信号宜用平均按需处理干扰中因.别值法消除正仪进行的周期除系统器信号自身的粗差静态宜采用数据求平均对非平宜采用时域、频域监测值处理方法稳信号分析处理方法截断应不影应在各级硬件设备终端、响频谱分析.动态的谱分析精度对平稳宜采用离散傅立叶变换监测上位机软件中设置信号的频谱分析方法数字滤波器

续表4应尽量设计和选用自带硬件层模拟滤波器的设备件集成数计字滤各级设备、终端及上位机的软件中应集成各类数字滤波器供选用波器自动化自动调用处理手工操作处理设计数据处理软件（子模块）应具备数据备份、清除、故障恢复等功能告警告警说明告警阅值设置原则告警应对措施补充说明类型应设计功数据异数据处软件历史数据告警常告警理中的子模预设.即能功能异常数块）检验数据设计算检查传感检查设备检查传输计自动保持和历器状态状态系统检查期间应尽量保证系统正常工作评估计算史数据差系统运宜对系预设评估值在一定行异常统自身预设范围告警状态应设计存储存储准应针对不同数据分析目的，设置各类分析阅值.对经过处理的数据还应管理则机制加以存储准则判断·宜仅存储满足监测要求、具备分析价值的数据

8.3.5模拟滤波器主要为硬件层面.通过设计和选用带有

皮功能的设备（可嵌入各级采集设备、数据处理设备的终端硬件 中.或额外扩展专门的滤波设备）来实现：而数字滤波器多以各级 设备终端、上位机中的软件预置来实现。在软件设置中可通过改 变数字滤波器的滤波流程和相应的参数，即可实现不同的滤波效 果

针对平稳信号，宜采用离散傅立叶变化的频谱分析方法。时域分 析法，宜根据数据的时间先后利用自相关与互相关函数，检验数据 相关性与信号源位置，以及随机噪声十扰中的周期信号；频谱分析 法针对信号与噪声特点，宜设计选取合适的窗函数与算法。

8.3.7系统状态自检包括传感器状态、设备状态与传输通信状态 检查，自检期间宜尽量保证系统正常工作。数据备份是指为防止 传感网络的数据处理与存储系统出现操作失误或系统故障导致数 据去失，而将全部或部分数据集合从应用主机复制到其他的存储 介质，备份方式宜包括定期磁带、数据库、网络数据与远程镜像。 处理软件宜具备利用自检方法，发现系统和设备是否存在故障以 及进一步识别故障类型、位置等功能

传感器网络组网和系统构建

9.1.1数据通信与传输按照功能分宜分为内场（传感器现场）传 输和外场（远程）传输。数据通信与传输应按硬件、软件和工作机 制的内容进行设计和实施。应坚持“因地制宜”的原则.尽量利用 现有的网络条件搭建传输线路.数据应在内外场的整个传输网络 间实现传输和共享.应匹配各设备终端的数据接口，传输宜采用成 熟的数据接口和协议如TCP/IP协议，数据传输故障时还应有告 警和修复机制.传输的同步应匹配时间基准和数据传输速度的需 求，满足实时性要求。传输硬件应注意各级设备间的软硬件兼容 匹配，应考虑对传输硬件提供足够防护.尽量选用户外型的工业级 的设备和线缆.宜优先采用有线形式的电缆和光纤/光缆连接，条 件允许时宜建立专人专管的线路和结构健康数据监控中心.不允 许时可利用现有的如桥隧维护管养部门的各类监控中心，当传输 距离较远布线困难时，可采用无线通信的传输形式。

图14传感网络系统框架图

9.1.3传输网的拓扑结构选择宜依据表6所示。表6传输网的拓扑结构选择节点类型连接节点类型结构群→单体结构→单体结构内各传输距离结构群单体结构节点（设备终端）间拓扑形式距离近距离远距离近距离远距离近距离远环型结构★★★总线结构星型结构树型结构★★★★★★★★★★★测点少测点多网状结构全网连通★★★★★★★★★★混合采用各类拓扑结构按需/被指定"★”：代表建议程度：★★★条件允许时应优先采用：★★建议采用：★可选用：距离近/远的判断依据，应以传输硬件的性能及传感器传输衰减性能综合确定，宜定为10km~15km条件允许时应采用有线连接.采用光纤/光缆传输和组网9.1.针对单体结构.连续结构群以及离散结构群的传感器网络设计图宜分别如图15、图16和图17所示。采集软件光纤引线传感器网络采集设备无线有线或无线国数据中心C分析软件客户端或数据中心数据存储图15单体结构传感器网络设计图注1数据采集在现场或附近采集站完成.数据解析、数据存储在监控中心完成：2图15适用条件：①D现场有采集箱或附近（一般不超过2km）有采集站的情形：②现场采集箱或附近采集站内工作条件一般：③设立专门的监控中心。.94.

图16连续结构群传感网络设计图

9.1.5网络传输系统设计与实施

图17分散结构群传感网络设计

备传输系统按照功能分宜分为内场（传感器现场）传输和外

场（远程）传输。数据通信与传输应按硬件、软件和工作机制的内 容进行设计和实施。应坚持“因地制宜”的原则，尽量利用现有的 网络条件搭建传输线路，数据应在内外场的整个传输网络间实现 传输和共享.应匹配各设备终端的数据接口传输宜采用成熟的数 据接口和协议如TCP/IP协议，数据传输故障时还应有告警和修 复机制传输的同步应匹配时间基准和数据传输速度的需求.满足 实时性要求。传输硬件应注意各级设备间的软硬件兼容匹配，应 考虑对传输硬件提供足够防护。尽量选用户外型的工业级的设 备

9.1.6有线传输和无线传输的选

有线传输是指两个通信设备之间使用物理连接.将信号从 一方传到另一方。常用的介质有双绞线、同轴电缆和光缆等，常 用的接口有RS232、RS422、RS485和RJ45等：无线传输是指两 个通信设备之间不使用任何物理连接，将信号通过空间传输的 一种技术，通常可分为无线广域通信网（无线公网）和无线局域 通信网两种方式。无线广域通信网络宜采用GPRS和CDMA 等方式：无线局域通信网宜采用如TCP/IP、ZIGBEE、蓝牙等传 输协议。 当现场具备有线传输条件时.宜优先采用有线形式的户外型 工业级电缆和光纤/光缆连接条件充许时宜建立专人专管的线路 和结构健康数据监控中心，不允许时可利用现有的如桥隧维护管 养部门的各类监控中心，当传输距离较远、布线困难时.可采用无 线通信的传输形式

数据通信与传输的硬件物理连接介质和线路的设计应符 中的基本要求。 传输硬件的性能规格与指标、安置和防护、线路布设拓扑 应符合以下国际和国家相关标准的规定。见表7。

9.2.1数据通信与传输的硬件物理连接介质和线路的设计应符

9.2.1数据通信与传输的硬件物理连接介质和线路的设计应符 合表6中的基本要求。

计时应符合以下国际和国家相关标准的规定。见表7。

数据采集与传输软件在整个监测系统中十分关键.采集的数 据为结构状态的分析提供直接依据，软件精确度、运行速度、传输 质量、数据库设置、数据文件存取格式等均应严格的要求。此外为 呆证数据采集和传输的可靠性、实时性及同步性，软件应采取大量 的有效措施。数据通信与传输过程由于故障而中断，在故障排除 后，数据传输系统应具有补发功能，宜利用数据通道空闲时段将中 断时间段内所有数据发送到接收端，通过设置时限避免因应答等 待、重发及补发影响正常数据发送

应信息·要求发送端重新发送该数据包。两种校验方法宜根据结 构健康监测系统所进行的监测项目的具体数据要求进行选用。 （1）对传输数据质量要求不高或数据传输量较小的场合宜采 用奇偶校验。奇偶校验是在传送字符的各位之外：再传送1位奇 校验位或偶校验位，分别为奇校验方式或偶校验方式。奇偶校验 不能纠错.但发现错误后可以要求重发。 （2）对数据质量要求较高或数据传输量较大的场合，宜采用循 环穴余校验校验（CyclicRedundancyCheck），简称CRC校验，采 用除法及余数的原理进行错误侦测。常用的循环穴余校验码位数 有8、16、32位，大型结构健康监测系统的数据通信设计时，宜采用 16位的循环穴余校验校验。校验过程可简单描述为：在发送端根 居要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的 位监督码（CRC码）.附在原始信息后边.构成一个新的二进制码 列数共k十r位.然后发送出去；在接收端，根据信息码和CRC 码之间所遵循 传送中息不出铺

9.2.7数据传输系统工程施工场地的现状平面图宜包括交通设

施、高压架空线、地下管线和地下构筑物的分布；数据传输系统工 程布设拓扑图宜包括结构群间、单体结构间、数据采集和传输硬件 间的各拓扑结构图，以及各级采集和传输设备（终端）的规格型号 说明和线缆说明。数据传输系统工程总平面布置图宜包括选用电 气设备的确切布置位置、安装方法和线缆线路连接详情等。

9.3.1数据库存储、管理和操作的对象是海量的数据.数据的存 储管理子系统在整个监测系统中起着承前启后的作用。存储与管 理子系统为种类繁多、复杂的采集、处理、分析的各类数据提供集 中的存储手段，直接或间接地为结构评估系统的评估需求及结构 管养部门的决策提供依据；同时子系统还存储反映结构各结构参 数的“历史”演变记录，这些“历史”记录对于深人了解结构的质量

演变规律，进而可验证结构的设计参数、改进设计和施工的方法 提高设计和施工水平，因此数据库设计应满足：1可靠性；2）先进 性：3）开放性：4）可扩展性：5）标准性；6）经济性；7）数据共享性。

9.3.2在线实时数据处理分析包括对实时采集的数据进行处理 和分析，用户处于在线工作状态。离线数据处理分析则主要是对 某一时段以前的存档数据进行处理和分析

9.3.2在线实时数据处理分析包括对实时采集的数据进行处理

（1）筛选数据：原始数据可能存在于各个部分，首先应将需要 人库数据筛选出； （2)输人数据：系统应提供输入界面，将原始数据输入到计算 机中； （3）校验数据：系统应采用多种检验技术，保证输入数据的正 确性，防止非法的、不一致的错误数据进入数据库； （4）转换数据：对于不符合数据库要求的数据，应进行数据格 式转换，

9.3.4数据库系统在异常情况下的容错功能宜按下列内容进行

（1）有无操作系统故障、网络故障硬件的容错： （2）有无磁盘镜象处理功能软件的容错： （3）有无应用软件异常情况的容错功能。数据库恢复功能是 指修复受损的系统文件，所安装的软件程序、数据以及操作记录都 得以完整保留。

和检索均要通过数据库管理系统进行操作。管理员应负责创建、 监控和维护整个数据库，使数据能被授权用户有效使用。应将采 集系统所采集到的实时数据和历史数据，提供给数据处理系统进 行处理，并供评估系统对数据进行分析，最终将处理及分析结果进 行保存以便查询。

9.3.6数据库功能应包括如

（1）监测设备管理：监测设备应包括对环境信息、荷载信息、结 构反应信息和结构形态信息进行监测的传感器以及采集子站和采 集总站设备：监测设备管理应包括传感器及采集设备（包括采集子 站和总站）的添加、更换、状态查询以及故障检测等功能。传感器 设备宜按照监测信息内容和功能进行分类管理。故障检测包括定 时轮询检测及报警，用户可根据实际设定检测及报警周期。 （2）监测信息管理：应包括监测信息的自动导入，即将采集的 数据通过传输模块进行预处理后导入到数据库中，再以图形或文 件形式导出数据、历史监测信息的查询。数据导出的目的是便于 为专业分析软件工具进行进一步的数据分析，宜具备监测信息的 可视化功能。 （3）结构模型信息管理：应提供结构的基本参数和评估分析所 需要的计算机数值模型，结构模型信息描述了进行评估分析时所 需要的模型。当分析模型有所改进时，系统应支持利用新的评估 模型进行分析的机制。 （4）评估分析信息管理：应提供评估准则、保存评估结果并供 查询统计。评估分析模块依据监测数据和结构模型对结构进行定 量或定性的分析，并依据一定的准则评估结构的性能。评估准则 本身应可以添加、修改或删除。 （5）数据转储管理：应支持海量数据的归档以及相应的元数据 管理。归档的数据宜存储在大容量存储设备中并应支持使用时的 可访问性。数据转储主要利用数据库管理系统自身提供的归档功 能进行数据归档。归档使用的天容量存储设备应包括大容量磁 盘、光盘、磁带等二级存储设备。 （6）用户管理：应支持用户权限的定义和分配功能。系统根据 用户的权限来操作不同模块，宜提供基于角色的用户组管理、用户 授权、注册账号和认证管理等。用户管理内容涉及： 1）用户角色定义。用户角色用来将系统使用的各种用户按照 定的业务要求划分为不同的角色，系统操作权限宜按照角色进

通常受到的威胁包括黑客对数据库入侵，修改或窃取系统内的资 料。因此系统安全既应考虑对数据库管理系统的安全保护，也应 考虑对数据库管理系统中数据信息的保护（包括以库结构形式存 诸的用户数据信息和以其他形式存储的由数据库管理系统使用的 数据信息）。所以系统安全保护的功能要求应从系统安全运行和 信息安全保护两方面综合进行考虑具体如下： 1）网络安全管理与安全保护：主要指系统运行的外部安全环 境：一股宜包括网络管理软件和安全保护系统。前者用于防止列 部用户入侵系统所在的网络·后者则主要是各种防病毒软件。 2）数据库容灾备份主要防止系统因一些不可抗因素导致硬件 设备的损坏而采取的备份策略，有条件的地方宜建立异地容灾备 份机制。 3）敏感信息标记用于标识数据库系统中需要特别保护的数据 或对象，依据使用方式的不同宜标识为公开、秘密、机密和绝密四 个等级。敏感信息的安全设置应由系统安全员进行设置。对于支 持有效期的各种安全属性.数据库管理系统的安全功能应限制授 权管理员规定有效期的能力。数据库管理系统的安全功能应支持 授权管理员对有效期后所采取的活动做出规定。 4）用户使用日志审计：应由系统审计员进行审计，审计内容涉 及一般信息与敏感信息操作使用的历史，以便追踪信息被破坏、泄 漏的原因。 5）数据库系统安全管理还应考虑硬件、软件和人员方面的要 求。应有足够大的内存来运行操作系统、数据库管理系统核心模 块和应用程序及数据缓冲区：应有大容量的直接存储设备和用作 数据备份的存储介质；应有较高的数据传输能力，应尽量降低因安 全策略（如加密传输、事务处理）的实施带来的附加开销，保证系统 的可用性；实现某些安全功能（如数据加密/解密）可附加硬件及对 附加硬件的管理。 在软件方面，操作系统及接口的安全应为数据库管理系统的

9.3.7数据库各部分的组成内容主要包括

9.3.8数据元是最小的不可再分的信息单位，是一类数

称，是对数据对象的抽象。数据元应根据信息内容属性，将信息按 一定的原则和方法进行区分和归类·并建立起一定的分类系统和 排列顺序，以便管理和使用信息。信息编码是在信息分类的基础 上，将信息对象赋予有一定规律的、易于计算机和用户识别与处理

DB37／T 3051-2017 油气集输站（库）雷电防护技术规范的符号。传感器信息宜根据传感器的类型分类并根据所在空间位 置或所属子站编码。比如某光纤应变传感器的一个通道的编码可 按表9进行编码（子站信息宜根据子站所在空间位置编码）。

表9某光纤传感器在数据库内的

监测单位应遵照“国际标准、国家标准、行业标准和企业标准” 来建立适合结构物实际情况的健康监测信息分类与编码标准，应 做好名词俗语的标准化，确定信息分类与编码对象、编码原则和编 码表标准。

有效地建立和维护安全策略。被授权的管理员应严格遵从系统管 理员文档的要求进行操作，不会蓄意破环数据库管理系统，不会蓄 意违反操作规程。授权用户具备必要的授权可访问由数据库管理 系统管理的少量信息。数据库管理系统应在系统管理员的配置下 正常运行，用户可通过网络远程访问和使用数据库管理系统。应 对不同级别的授权用户提供

（1）功能测试：实际运行应用程序，执行各类数据库操作，检验 各种功能是否正确无误·是否满足设计要求。 （2）性能测试：测量系统的性能指标.检验是否符合设计指标 在数据库试运行阶段，由于系统还不稳定，软硬件故障随时都 可能发生，因此应做好数据库的备份和恢复工作

9.3.11数据库的维护宜符合下列规定：

（1）数据库管理员应针对不同的应用要求制定不同的数 份计划JC／T 2275-2014 蒸压加气混凝土生产设计规范，定期对数据库和日志文件进行备份，以保证一且发

障，能利用数据库备份和日志文件备份，尽快将数据库恢复到某种 一致性状态，并尽可能减少数据库的丢失。 （2）数据库管理员应根据用户的实际需要授予其不同的操作 权限。在数据库运行过程中，宜根据环境变化适当调整原有的安 全性和完整性控制，以满足用户要求。 （3）数据库管理员应借助数据库管理系统的系统性能监测工 具，来监督系统运行状态，判断当前系统是否处于最佳运行状态： 否则，应通过调整某些参数来进一步改进数据库性能 （4）数据库管理员在必要时应借助数据库管理系统提供的实 用程序对数据库进行重组织和重新构造。数据库管理系统应对重 构数据库功能提供管理员人工设置或软件自动处理的选项

统一书号：155182·0358 定价：45.00元