城市交通基础设施智能监测技术规范

城市交通基础设施智能监测技术规范1 范围本标准规定了城市交通基础设施智能监测的术语、基本要求、技术流程和要求、数据成果等内容。

本标准适用于城市交通基础设施智能化监测。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

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GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范GB 50911-2013 城市轨道交通工程测量技术规范GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范GB 50026-2007 工程测量规范GB/T 30012-2013 城市轨道交通运营规范GB/T 50833-2012 城市轨道交通工程基本术语标准GB/T18567-2010 高速公路隧道监控系统模式GB/T16566-2018 铁路隧道词汇CJJ 37-2012 (2016年版) 城市道路工程设计规范CJJ 36-2016 城镇道路养护技术规范CJJ 99-2017 城市桥梁养护技术标准CJJ242-2016 城市道路与轨道交通合建桥梁设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1 基础设施3.1.1轨道交通urban rail transit采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。

3.1.2城市道路urban road通达城市的各地区，供城市内交通运输及行人使用，便于居民生活、工作及文化娱乐活动，并与市外道路连接负担着对外交通的道路。

城市道路包括城市快速路、主干路、次干路和支路。

3.1.3城市桥梁urban bridge城市范围内，修建在河道上的桥梁和道路与道路立交、道路跨越铁路的立交桥及人行天桥。

3.1.4公路隧道highway tunnel供汽车及非机动车和行人通行的地下通道，一般分为汽车专用隧道和汽车、非机动车与行人共同同行的隧道。

3.1.5主体结构main structure主体结构工程是指在地基基础之上，承担、传递所有上部荷载，维护上部结构主体性和稳定性的承重结构系统体系，包括混凝土结构工程、砌体结构工程、钢结构工程等。

3.1.6附属结构attachment structure附属结构工程是指主体结构工程外的固定结构部分，是基础设施使用功能的重要组成部分。

包括非承重结构、附着于主体结构的构件、装饰构件等。

3.1.7附属设施affiliated facilities基础设施中为基础设施使用功能服务的附属机械、电气设施、部件和系统，主要包括电梯、照明和应急电源、通信设备，管道系统、采暖和空气调节系统，烟火监测和消防系统，公用天线等。

3.1.8设施周边环境surrounding buildings交通基础设施周围可能受其施工或运营影响的其他建筑、道路、管线、地面等。

3.2 监测项目3.2.1变形监测deformation monitoring对主体结构、附属结构、附属设施及周边环境等监测对象的竖向、水平、倾斜等变化所进行的量测工作。

3.2.2力学监测mechanical monitoring对主体结构、附属结构、附属设施及周边环境等监测对象所承受的拉力、压力等变化所进行的量测工作。

3.2.3环境监测environmental monitoring基础设施所在区域的自然环境参数，包括风、温度、湿度、降雨等。

3.2.4响应监测response monitoring在荷载作用下主体结构、附属结构等构件产生的应变、裂缝、腐蚀、拉索索力、支座反力、基础冲刷等。

3.2.5自动监测automatic monitoring由计算机系统控制传感设备对监测点定时进行连续的监测活动。

3.2.6人工监测manual monitoring由人工控制传感设备对监测点定时进行非连续的监测活动。

3.3 数据处理3.3.1数据预处理data preprocessing在进行专项数据处理以前开展的数据处理工作。

常见处理方法包括数据清洗、数据集成、数据滤波、数据变换等。

3.3.2安全评估safety evaluation通过安全监测数据分析基础设施当前的工作状态，并与相应的临界状态进行比较分析，评价其安全等级。

3.3.3专项评估special evaluation交通基础设施遭受洪水、流冰、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、泥石流、地震、风灾、海啸、火灾、化学剂腐蚀和特殊车辆过桥等突发事件后，确定结构整体或局部构件安全状态的评估方法。

3.3.4统计建模statistical modeling利用各种统计分析方法对安全监测数据建立统计模型和探索处理的过程。

3.3.5预测预报forcast and prediction根据基础设施的结构特性，利用经验的或系统模拟的方法估计一定时限之后的结构状态,并进行该数据的发布。

3.4 数据通讯3.4.1有线传输wire transmission在两个通信设备之间通过物理连接，将信号从一方传输到另一方的技术。

3.4.2无线传输wireless transmission在两个通信设备之间不使用任何物理连接，而是通过空间传输的一种技术。

3.4.3同步传输synchronous transmission发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的数据传输方式。

3.4.4异步传输asynchronous transmission不要求发送方和接收方的时钟完全一样，字符与字符间的传输是异步的数据传输方式。

3.5 智能系统3.5.1传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

3.5.2采集器将传感器感知物理量转换为数字量的设备；3.5.3低功耗终端指通过便携电池供电即可满足需求工作时长的监测设备。

3.5.4采集网关采集网关实现传感器网络与其它网络之间的通信链接，具有协议转换与数据交互的功能。

3.5.5监测系统由监测设备组成实现一定监测功能的软件及硬件集成。

3.5.6指令协议指不同网络设备之间的数据交互的应用层通信约定。

3.5.7指令帧由采集器发送至传感器的通信字符串称为指令帧。

3.5.8响应帧由传感器返回至采集器的通信字符串称为响应帧。

3.5.9数据中心由计算机场站（机房）、机房基础设施、信息系统硬件（物理和虚拟资源）、信息系统软件、信息系统资源（数据）和人员以及相应的规章制度组成的组织。

3.5.10监测大数据平台提供多类型监测设备的接入与管理，并为上层多种监测应用提供数据与服务的支撑能力，基于数据管理与应用实现对城市交通基础设施的管理与养护。

3.5.11规则模型通过对数据处理的输入、输出、处理莫斯进行抽象建模形成的引擎化规则，以实现数据的范化计算。

3.5.12脚本建模对数据的统计、建模过程进行动态脚本语言设计，将处理核心算法进行脚本化。

3.5.13流数据流数据是一组顺序、大量、快速、连续到达的数据序列。

3.5.14智能监测系统智能监测系统是采用传感技术，借助计算机系统抽取传感数据并计算，快速识别基础设施的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报，从而有效进行事前预警，事中处理，事后决策的全自动、全天候、实时监测的智能系统。

4 基本规定4.1 设施管理4.4.1城市交通基础设施从施工到运营全生命周期过程中应加强安全智能监测技术的应用以及信息化系统的建设工作。

4.4.2基础设施管理应遵循既有建设工程风险评级相关规定，开展必要的安全监测工作。

4.4.3智能监测工作应将人工巡查方法与传感器技术手段充分整合，充实监测基础数据资料，提高安全评估分析结果的可靠性。

4.4.4基础设施的安全监测进行专项方案设计时，应包括但不限于以下部分：a)基础设施概况；b)监测目的和依据；c)监测内容及项目；d)智能监测方法及实施；e)人工检核实施方法；f)监测数据处理与信息反馈；g)监测预警预报方案。

4.4.5监测实施期间，建设方或管理方应协助监测单位做好自动化智能监测设施、设备的防护工作，必要时应设置专用的警示标语、指示牌或安装专用的保护装置等。

4.4.6监测工作的实施应由具备相应资质水平及能力的单位承担。

4.2 监测技术4.2.1监测传感设备埋设后应进行现场调试检核，在工作状态稳定后进行设备初始值的采集，条件允许时应与人工测量的数据成果进行互检，初始采样次数不宜少于3次。

4.2.2智能监测系统应包括传感器子系统、数据采集及传输子系统、数据处理与分析子系统、数据管理子系统、结构分析评估子系统、预测预警子系统，并通过跨平台系统集成技术将各子系统集成为统一协调的整体。

4.2.3监测内容及测点选择应根据交通基础设施的复杂性、重要性、外部环境与荷载作用、结构力学特性设计确定。

4.2.4监测内容、测点选择、设备选型、数据采集与传输、数据处理与管理及软件开发应满足数据分析、安全预警、安全一级评估、安全二级评估及专项评估的要求。

4.2.5对实施智能监测的项目，宜增加人工测量比对的条件，满足对后续监测过程中智能传感数据结果的质量校验。

4.2.6实施智能监测的项目，对应的基准点和监测点布设、监测频率及监测预警值指标应满足相关规范的要求。

4.2.7实施智能化、自动化监测的项目，对应的监测精度应满足现行有关标准规定要求。

4.2.8对于现行规定中未明确的新技术、新方法，可按照设计或变形允许值的1/10~1/20作为精度指标。

4.2.9实施智能化、自动化监测的基坑工程，施工前监测单位应编制智能监测专项技术方案或在城市交通基础设施监测方案中添加智能监测专项内容。

4.2.10智能监测专项技术方案或专项内容的编制应根据结构特点，采用合理的技术手段，监测结果满足精度要求，并保证监测结果的可靠性，监测单位应严格执行监测方案相关规定。

4.3 技术指标4.3.1智能监测系统软硬件配置规模和功能作用应满足交通安全运行的需要，并充分考虑基础设施结构基础、交通条件、外部环境等因素对设施设备的潜在影响。

4.3.2监测用的仪器、仪表及传感设备等应在具备相应资质的计量鉴定单位进行检验、鉴定，或按规定进行自检。

4.3.3传感器布设应根据基础设施概况、交通条件，遵循满足监测需要、减少周边干扰和破坏、便于恢复利用的原则进行。

4.3.4连接仪器的专用电缆应耐酸、耐碱、防水、防腐蚀、质地柔软。

4.3.5电缆安装应按设计路线铺设，接口接头处应按设计和有关要求进行处理，埋设于混凝土、砂土中以及暴露于空气中的电缆应按设计和有关要求加防护与保护装置，端点亦应按规定进行处理加防护和保护装置。