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| 內容簡介： |
本书以工程结构智慧监测技术为主要内容，以桥梁结构为具体应用对象，从工程结构智慧监测的概念、物质基础、软硬件环境、系统设计方法，以及实现智慧功能的算法支撑层面展开系统论述，并结合目前单体桥梁监测系统、网级中小桥梁监测系统的工程实践，介绍工程结构智慧监测的规划、设计、实施和运维的全过程。本书分为上、中、下三篇，分别为桥梁结构智慧监测的物质基础、桥梁结构集成智慧监测系统的智慧功能实现方法和桥梁工程结构智慧监测实践与探索。
本书可作为智能建造专业本科生和研究生的教材，也可作为从事桥梁管养、监测检测方面研究的科研人员、工程技术人员的参考书。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1工程结构健康监测概述
1.2桥梁结构健康监测系统
1.3智慧时代的土木工程
1.4工程结构智慧化的关键技术
1.5工程结构智慧监测相关术语
1.6本章小结
上篇桥梁结构智慧监测的物质基础
第2章桥梁结构网级云智慧监测硬件环境
2.1网级桥梁群监测对硬件环境的需求
2.2路网级桥梁群监测系统总体框架
2.3路网桥梁群云监测诊断系统架构
2.4云监测关键监测硬件
2.5关键硬件设备的工程应用
2.6本章小结
第3章桥梁结构网级智慧监测的基础软件环境
3.1网级桥梁群结构健康监测系统语言
3.2网级桥梁群监测数据的管理
3.3网级桥梁群智慧监测系统的云计算框架
3.4本章小结
第4章单体桥梁结构智慧监测的硬件系统
4.1单体桥梁结构监测系统的硬件标准构成
4.2单体桥梁监测系统硬件选型技术标准
4.3本章小结
第5章单体桥梁结构智慧监测系统的科学计算支撑技术
5.1智慧监测对科学计算支撑环境的需求
5.2桥梁健康监测Web智能计算平台
5.3MATLAB与Java EE集成技术
5.4本章小结
第6章科学计算系统平台的性能优化
6.1系统平台运行效能优化
6.2系统平台输入输出优化
6.3系统平台健壮性
6.4本章小结
中篇桥梁结构集成智慧监测系统的智慧功能实现方法
第7章桥梁结构智慧监测系统标准设计方法
7.1总体设计
7.2桥梁智慧监测系统概念设计
7.3桥梁智慧监测系统技术方案设计
7.4本章小结
第8章桥梁结构智慧监测系统的平台架构及科学计算类库
8.1物理逻辑架构
8.2功能逻辑架构
8.3科学计算类库
8.4本章小结
第9章基于模型的监测评估路线——基准有限元模型的智能修正
9.1基于振动监测的结构模态参数识别
9.2基准有限元模型的校验
9.3修正参数选择
9.4目标函数
9.5模型修正的优化算法
9.6本章小结
第10章智能化模型修正平台的软件实现
10.1智能化模型修正平台的科学计算支撑软件
10.2MATLAB与ANSYS的数据通信及控制技术
10.3参数化有限元建模
10.4目标函数库设计
10.5智能算法库设计
10.6智能模型修正平台的集成方案
10.7本章小结
第11章桥梁工程结构智慧监测的前沿技术
11.1人工智能在全桥面交通流荷载监测中的应用
11.2桥梁智慧监测的数字孪生技术
11.3桥梁智慧监测系统的物联网接入
11.4本章小结
下篇桥梁工程结构智慧监测实践与探索
第12章在线监测环境下工程结构的自动化模态参数识别与跟踪
12.1在线监测环境下的模态参数智能化识别
12.2benchmark解析模型模拟加速度响应数据的识别实例
12.3本章小结
第13章基于计算过程程序化的复杂拉索系统索力智能感知
13.1复杂拉索系统的索力识别
13.2拉索系统的解析求解过程及其程序化
13.3拉索-阻尼器体系的索力智能感知
13.4本章小结
第14章基于振动模态参数监测的结构智能模型修正
14.1基于振动监测数据的连续梁系统识别
14.2基于智能模型修正的拉索索力监测与识别
14.3本章小结
第15章群索结构的工作状态智能感知
15.1群索体系索力状态安全评估
15.2工程实例
15.3群索索力状态实时感知函数实现及平台部署
15.4本章小结
第16章基于动应变监测的装配式梁桥云端智慧监测
16.1监测需求
16.2装配式梁桥的关键监测模式及其软硬件系统
16.3监测功能的数据在线处理算法
16.4系统应用案例
16.5本章小结
第17章大型单体桥梁结构智慧监测系统的实践与探索
17.1大桥健康监测系统设计的基本考虑
17.2东海大桥健康监测系统的实施情况
17.3东海大桥健康监测系统的运行实践
17.4本章小结
附录
参考文献
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| 內容試閱：
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本书作为“面向可持续发展的土建类工程教育丛书”之一，可作为智能建造专业本科和研究生教材，也可作为广大从事桥梁结构智慧监测系统技术研究、系统设计、软硬件系统开发实施，以及建成后的数据分析和处理的人员使用的技术性工具书。
结构健康监测的概念自20世纪80年代被提出以后，很快就受到学术界和工程界的瞩目，与之相关的各个研究方向都取得了极大的进展，尤其是在传感技术、通信技术、信息技术等领域，一些研究得到了工程界的积极响应，被应用到监测系统的实践中，尤其是在桥梁结构的监测中。到目前为止，已建成了很多规模不一、目的各异的监测系统。据不完全统计，国际上仅特大型桥梁就有300余座安装了各类监测系统，国内已有近140座桥梁安装了监测系统。应该说，从工程应用的角度来看，形势是喜人的。
但是，不能否认的是，从已建成桥梁结构监测系统来看，由于缺乏设计理论的指导，相当数量的已建系统事先没有得到周全、良好的设计；建成后并不能实现承诺的监测目的，监测效果不佳，不能发挥其应有的作用，基本上可归类于盲目建设的工程。其具体不足表现在以下几方面：
1）缺少需求分析环节。一些监测系统并没有根据监测对象的结构特点和行为规律、环境作用、荷载规律、桥址所在地区工程或行业的管养习惯和管养制度出发设计监测内容和监测方案，监测系统的针对性不强。
2）目标设定不妥当或缺失。这常常体现为两个。一个是一些监测系统将目标设定得过高，追求理论上都有难度的损伤识别、寿命预测、失效预警等目标，而又没有具体的实施途径，导致目标空洞、不具体，难以实现。另一个是一些监测系统将目标设置与结构检测混同，认为监测就是获取结构荷载下的效应，是病害检测，是荷载和作用的测量，越俎代庖，不仅不经济，而且低效。
3）采用的监测技术与监测目的相脱节。主要表现为传感技术不是根据监测对象的需求来设计和选择的，精度、分辨率、量程、数据采集制度等都是自说自话，导致不能很好地服务于监测目的。
4）缺乏对监测数据的分析利用能力。由于缺乏对监测对象的结构特点和行为规律的了解，监测数据的处理分析多停留在数据的数学处理层面，没有与监测对象的物理、力学系统的运行机制相结合，因此对数据的解释、利用水平很低，不能终实现承诺的目标，如对结构的状态识别、评估预警等目标。
造成上述四个方面问题的主要原因在于：系统的设计者过分聚焦于监测的形式和手段，而忽略了对工程结构本质的探究；只强调数据的获取，而对得到数据后的计算严重忽视。结构监测系统虽然在形式和手段上是利用传感技术、通信技术、计算机软硬件技术、网络技术等来实现的，但其本质还在于监测对象的结构本质和力学本质。
因此，问题的解决应从完善系统设计和加强算法研究两个维度来进行。对于桥梁监测系统的设计，应该在具体的技术设计之前增加一个概念设计的环节，该环节应从传感技术、通信技术、信息技术的具体技术规划中抽离，只从结构的特点、力学行为规律的分析角度，集中地解决上述四个问题。同时，要清楚地认识到监测系统的优势在于持续、不间断的数据获取能力，及数据分析加工能力，必须建立监测数据的计算机制，桥梁健康监测系统的功能才可得到充分发挥。“测量”和“计算”，或者说“数据获取”和“状态感知”是结构监测系统的两个必不可少的方面。
将监测数据的分析计算过程自动化、程序化、工具化，使其能够成为监测系统的比选组成成分，将是未来工程结构监测系统的发展方向。计算应用于监测系统，不管这种计算是抱有何种目的，采取何种算法，采用何种方式，只要它能替代手工操作，解放技术人员的人力和弥补智力和能力的不足，这种分析过程即可视作智能化。拥有这种计算能力的系统，就成为智慧监测系统。
综上，本书以桥梁工程结构智慧监测技术为主要内容，以桥梁结构为具体应用对象，从智慧监测的相关概念、工程结构智慧监测的物质基础、软硬件环境、系统设计方法、智慧功能的算法支撑层面展开系统论述，并结合目前我国大跨单体桥梁监测系统、网级中小桥梁监测系统的工程实践，介绍工程结构智慧监测的规划、设计、实施和运维的全过程。
书中涉及的内容均来自我和我的研究生近10年来的研究积累。我的团队是国内早一批从事桥梁结构监测研究的团队。我自1998年攻读博士学位时起，即开始致力于将土木工程结构改造成智能结构的研究探索，2002年6月完成题为《智能土木（桥梁）结构理论及其核心算法研究》的博士论文，2002年起作为技术负责人参与了我国座真正意义上的跨海大桥——东海大桥的健康监测系统的规划设计和科学研究工作，先后为近10座大桥、100座单体中小桥梁和8个桥梁群提供过与监测相关的科研咨询服务。2008年起，我和我的研究生开始关注与桥梁监测系统的设计理论和监测数据的分析处理技术，并逐步朝着监测系统智慧化的方向努力探索，尽管水平有限，但也确实积累了不少资料。这些资料是在社会各界的同行和领导的帮助下取得的。为了加强行业内的技术交流，也为了对前期的研究做较为全面的总结，我特将这些资料整理成册。
本书围绕桥梁监测系统的智慧
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