健康监测系统

健康监测系统（通用12篇）

健康监测系统 篇1

健康监测的思想来源于航空航天领域,人们通过监测航空航天器来了解其工作状态,确保其安全运行,现在这种理念正逐步应用到土木工程领域。桥梁健康监测的最初概念是在20世纪80年代提出来的,随着建桥技术的不断发展,越来越多的大跨度桥梁得到修建,由于大跨度桥梁在交通系统中处于极其重要的位置,它的健康状况受到越来越多的关注。

1 桥梁健康监测系统

桥梁健康监测的内涵是通过对结构状态的监控与评估,为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营时发出预警信号,为桥梁维护、维修和管理决策提供科学依据和指导,同时对改进桥梁设计理论,延长桥梁寿命起着重要作用。

大型桥梁结构健康监测系统与传统检测方法的差别在于系统的实时性、自动化、集成化和网络化。健康监测系统包括传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据分析和处理子系统、数据管理子系统。上述各子系统分别在不同的硬件和软件环境下运行,分别承担健康监测系统的不同功能,它们之间协同工作,完成和实现健康监测系统对重大工程结构健康与安全的诊断、预警功能。

各个子系统的基本功能如下:1)传感器子系统:传感器子系统为硬件系统,功能为感知桥梁结构的荷载和效应信息,并以电、光、声、热等物理量形式输出。2)数据采集与传输子系统:数据采集与传输子系统包括硬件和软件两部分,硬件系统包括数据传输电缆/光缆、数模转换卡等;软件系统将数字信号以一定方式存储在计算机中。数据采集通用软件平台有VC++,LabView等。采集的数据经预处理后,存储在数据管理子系统中。3)数据分析和处理子系统:数据分析处理系统包括损伤识别、模型修正、安全评定、可靠度预测和安全预警子系统,由损伤识别软件、模型修正软件和结构安全评定软件组成。4)数据管理子系统:数据管理子系统的核心为数据库系统,数据库管理桥梁建造信息、几何信息、监测信息和分析结果等全部数据是桥梁健康监测系统的核心,承担着健康监测系统的数据管理功能。桥梁健康监测系统是利用现场无损测量信息识别出结构的损伤,其识别桥梁结构的损伤大致分为三个层次:判断损伤是否发生;确定损伤发生的位置;确定损伤的程度,为桥梁管理者提供决策依据。其工作过程是通过布设在桥梁上的传感器子系统感知桥梁结构的响应,结构响应数据通过数据采集与传输子系统的硬件系统传到软件系统,数据分析和处理子系统先运行损伤识别软件判断损伤是否发生,再运行模型修正软件和安全评定软件确定损伤的位置和损伤的程度,桥梁损伤识别和模型修正以及安全评定的结果将作为桥梁历史档案数据存储在数据管理子系统中。

2 桥梁健康监测系统研究和应用现状

从目前已经建立的监测系统的监测目标、功能以及系统运行等方面看,这些监测系统具有以下一些共同特点:1)通过测量结构各种响应的传感装置获取反映结构行为的各种记录。2)除监测结构本身的状态和行为以外,还强调对结构环境条件(如风、车辆荷载等)的监测和记录分析;同时,试图通过桥梁在正常车辆与风载下的动力响应来建立结构的“指纹”,并借此开发实时的结构整体性与安全性评估技术。3)在通车运营后连续或间断地监测结构状态,力求获取的大桥结构信息连续而完整,某些桥梁监测传感器在桥梁施工阶段即开始工作并用于监控施工质量。4)监测系统具有快速、大容量的信息采集、通讯与处理能力,并实现数据的网络共享。桥梁健康监测理论的研究主要集中于结构整体性评估和损伤识别,取得了一定的理论成果,不同国家的学者已经研究出许多自动识别损伤的方法,已经定义的损伤识别指标如下:基于振型的损伤识别指标有COMAC、曲率模态差和柔度矩阵差;基于应变模态的损伤识别指标有应变模态差,结构整体评估可以归结为模式识别法、系统识别法以及神经网络法三大类。大型桥梁结构是不同材料和不同结构组合成的大型综合系统,不同于航空航天器等精密仪器,桥梁结构自身的力学特征和行为特征非常复杂,要完全了解其力学特征和行为特征是非常困难的。因此桥梁结构都是采取保守设计的,使得即使在部分结构出现损伤(如混凝土开裂),桥梁结构整体不一定出现损伤。

3 存在的问题

目前的健康监测系统研究虽然取得了一定进展,但还处于基础探索阶段,依然存在诸多方面的困难:1)传感器及采集仪精度不够。很多情况下,由结构损伤导致的结构动力参数变化和仪器测量误差在同一个数量级,这样就分不清是结构损伤导致的结构动力参数变化还是由于仪器测量误差的原因,降低了损伤识别的准确性。2)缺乏有效的传感器优化布设算法。试验模型的好与坏,直接影响了试验结果的准确性,而传感器的合理布设起了决定性的作用。3)桥梁结构性能的变化对结构指纹的改变不敏感。桥梁结构动力特性的变化可以通过相关的动力指纹在结构损伤前后的变化来判断结构的状态。但是对于桥梁结构来说,环境因素对桥梁结构的动力特性影响很大等众多原因,结构性能的变化对结构指纹的改变不敏感。4)缺乏对海量的测量数据的分析处理技术。由于大型桥梁结构复杂,通常布置众多的传感器,采集到的数据异常庞大,而且其中还夹杂了大量的噪声信号,致使信噪比低。如何去除噪声信号,并利用余下的信号对结构进行评估,还缺乏有效的方法。 5)对桥梁缺损状态的评价缺乏统一有效的综合性指标。由于目前桥梁缺损状态的评估标准还不完善,难以反映个别构件的缺损及严重程度对整个桥梁的影响。于是出现以模糊理论、结构可靠性原理等为理论框架建立的各种桥梁结构使用性能评估专家系统,但其是否能广泛推广和运用到工程实践中去还有待于对各类桥梁工作性能的深入认识及相应规范的建立。

4结语

大跨度桥梁健康监测系统涉及结构、计算机、通讯、试验量测等多个领域,需要多学科交叉与发展。随着人们对桥梁管理越来越重视,桥梁健康监测系统获得了可喜的发展,经过多年来的积极探索,已经取得了许多研究成果。但由于大跨度桥梁结构自身的复杂性和工作环境的影响,对损伤部位进行准确定位并对结构异常做准确的预警尚有相当的困难,桥梁健康监测系统尚处于探索阶段。建立桥梁健康监测系统的目标是为桥梁养护管理服务,因此桥梁健康监测系统只是桥梁养护管理系统中的一部分,由于当前技术水平的限制,我们不能把大跨度桥梁的养护管理简单地寄托于桥梁健康监测系统,在研究桥梁健康监测系统的同时,要充分利用桥梁健康监测系统提供的信息,大力研究大跨度桥梁管理系统,为即将到来的桥梁养护管理高潮做好准备。

参考文献

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健康监测系统 篇2

机载航空质量流量计健康监测系统

针对航空设备在恶劣环境下工作存在使用寿命大为缩短的问题,利用健康监测系统监测航空设备工作情况并预测该设备的剩余可靠工作时间,通过分析目标设备硬件组成,设计故障检测程序,确定主要失效机理.结合目前广泛应用的健康监测系统结构和成熟的.TF(time to fail)模型,提出了利用物理模型实现大致推算机载航空质量流量计可靠工作时间的方法,可完成目标设备的故障预测,较传统方法有明显优势而具有良好的应用前景.

作 者：刘浩峰 廖俊必 LIU Hao-feng LIAO Jun-bi 作者单位：四川大学测量与控制工程系,四川,成都,610065刊 名：中国测试 ISTIC英文刊名：CHINA MEASUREMENT & TEST年，卷(期)：35(2)分类号：O436.2 TH744关键词：PHM系统 故障检测 失效模型 加速因子 线性损伤累积

蒋竞雄：健康需要监测 篇3

“保持健康也是一种能力，这需要我们做好监测，坚持良好的生活方式。”

About my life？

我家有年度健康计划。家庭成员都需要进行比较简单的健康评估和监测。监测内容一是体重，二是饮食。监测体重其实很容易做到，而且根据体重来指导当天的饮食是个非常不错的办法。如果某天早上我对自己测的晨起体重不是特别满意的话，会把饮食做一些调整。

在饮食监测方面，我把食物分成3大类：蛋白质类、碳水化合物类、维生素和纤维素类。每天我家的餐桌都会包含这3大类。我晚餐做的主食特别少，每人一碗就没有了。我们全家的早餐，基本上都是类似的：250毫升牛奶，一个50克左右的面包。我的孩子从小学、中学到大学一直都是这样，即使高考前也从不吃消夜，饮食绝对不过量。

但是我们全家人长期都在补充维生素D和DHA，因为这很少能从食物中摄取。

每年我们全家都会做体检，然后根据体检的指标来做相应规划。比如有一年我先生在体检中测出血压有点高，我们就会更加注意饮食清淡，把盐的摄入量在原来的基础上再减少。

监测才能尽早干预

蒋竞雄为我们提供了0～6岁孩子的健康监测内容：身高，或者叫身长，应该每个月测量；体重，每个星期测量；血红蛋白，每年测量；如果可能，每年最好测量一下骨密度。这些监测内容都应该绘制成生长曲线图，然后请保健医生进行评估。她这样建议：1岁以内的宝宝应该每个月评估发育情况；1～3岁，可以2～3个月评估一次 ；3 ～ 6 岁可以每半年进行一次。

蒋竞雄认为，只有坚持监测和评估，才能及时掌握孩子的生长发育情况。她解释说：“如果评估结果不在正常发育范围内，一定需要积极地诊断治疗，逐项分析营养、运动、睡眠、情绪和疾病等到底是哪些环境方面的因素影响了孩子的生长，及时做出调整或者弥补。”她还告诉我们：“每周监测体重可以有效地预防肥胖。比如5～6岁年龄段的孩子，平均每个月体重增长大约是0.1千克，如果能做到监测体重，当发现孩子每周体重都在增长时就会意识到，那是肥胖的趋势。即使评测结果正常，监测也可以让父母了解自己孩子的生长速率，减少养育焦虑。”

食品安全危机下仍有选择

食品安全危机是妈妈们热议的话题，怎么吃最健康？蒋竞雄认为：要自己做选择。她说：“你如果为了安全选择不吃，同样存在因为不吃对健康构成威胁的风险。”她还分享了自己的经验：“我认为肉食和素食相比，素食更安全，所以我尽量吃素食；动物性食品里我选择吃生长期长一点的，比如牛、猪、兔就比鸡、鸭、鱼、虾生长期要长；我选择吃同种食物的量少一些，选择的品类多一些，也就是说即便某种食物有毒害，进食得相对少还是会安全一点。另外，多喝水，也可以帮助排出毒素，保持良好的排泄功能。”对于现在流行的自己包地种菜的做法，蒋老师也很认同：“今年我也在自己种菜。朋友有个农庄，有大片的菜地，就没怎么再吃过买的菜。自己种菜后也才知道哪些菜容易长虫，市面上卖的这类菜肯定用了大量的农药的，那就尽量不买。这也是一种应对和选择。”

孩子在生长发育，我们要正常生活，尽量在一定范围内做些选择，不因噎废食，坦然应对，这大概是最好的办法。

德国开发动物健康无线监测系统 篇4

现今技术条件只支持人们通过咽部的探测器对反刍动物瘤胃的p H值进行测量。新型技术把微型传感器植入母牛的瘤胃中, 对动物的健康状况予以实时监控, 并在适当的时刻发出安全警报。这套系统可以测定母牛瘤胃的pH值以及内部温度。得到的数据将通过胶囊化的测量器无线传输到母牛所戴项圈内的接收机模型中, 再由传感网络继续将信号传递至中央数据库中。如果所读的数据高于或低于参考数值, 农夫即刻就能收到相关的安全警报。

德国弗朗霍夫微电子电路和系统研究所的科学家对新系统进行了进一步改进, 使其可适应农、林业领域的众多需要。网络节点中包含了连接传感器和发射器的所有部件。由于能量消耗极少, 这种无线传送系统的使用寿命极长。同时, 该系统也可实现独立联网, 不需要任何监控或特殊基础设备。

健康监测系统 篇5

随着畜禽养殖业的进一步发展，目前国外有很多养殖企业已基本上实现了现代化生产管理，先进的生产技术已广泛用于饲料配方、棚舍消毒和营养平衡等领域，规模效益较为突出。因此，我国养殖业要获得可持续发展，实现畜禽养殖的信息化与智能化已成为大势所趋。目前，国内已有多种养殖平台在养殖实践中发挥着重要作用，有的养殖平台拥有多种功能，有的养殖场应用数字化技术（主要有无线射频识别、智能控制等技术）实现了对猪舍实况的可视化监视、对猪只信息的数字化表达和对猪舍环境的智能化调控。但需要注意的是，目前广泛采用的禽舍环境监控系统仍采用人工读卡或有线传输等传统方式进行数据采集，不仅易出现大量监测盲区，还存在精确度低、实时性差、维修难度高和可靠性差等问题，亟需改进。养殖环境监测及预警系统研究

以生猪养殖为例，猪属于应激性生物，猪舍温、湿度不利于猪生长时均有可能引发各种疾病，此外光照强度、粉尘及有害气体浓度等均会影响生猪生长，其中温度、湿度和光照强度是最为主要的猪舍环境因子，以上述因素作为监测对象研究环境实时监测及预警系统具有一定代表性。

2.1 数据采集及相应处理

猪舍环境数据采集需考虑传感器节点分布、采集节点实效、节点采集的原始数据与工程数据转换和数据融合等问题。采用无线传感器网络采集环境数据可保证所采集数据的实时性和精确度，无线传感器网络节点可遍布养殖场内，形成自组织网络。环境数据经无线传感器节点采集后传送至汇聚节点，之后再通过串口通讯方式与网关进行通讯，此时通讯组件（特指位于服务器的通讯组件）发出读取数据请求，然后经由网关传送环境数据至服务器，经相应处理后保存于数据库。具体步骤如下：①工程数据转换。由网关传送至服务器的数据并不是工程数据，须使用转换公式转换为环境数据之后才具有实际意义。②数据预处理。③开展数据融合。

2.2 对猪舍内小环境开展实时监测

单个猪舍是客户端的监测对象，因此需对节点环境值（位于监测猪舍之内）实施数据融合，可采用加权平均法获得猪舍内小环境的环境值。

2.3 环境预警

为及时发现不适宜环境，进行合理的推理判断并给出预警信息，需要进行环境预警。而要建立科学、合理的预警机制须考虑的问题较多，重点包括以下几个方面：其一，必须对猪个体的类型及其生长阶段进行区分，并明确其对环境的具体需求；其二，当猪个体处于不适宜环境中时必须考虑其生长过程中可能会出现的不良症状以及如何确定推理规则，并使环境因子值与语言变量值相对应。

科学监测血糖，自由健康生活 篇6

选择一台适合您使用的血糖仪，是科学监测血糖的基础

按照《血糖仪一美国糖尿病协会2005年策略指南》的建议，最好的血糖仪是能适合您的实际需要的血糖仪。应充分考虑价格、便捷性、准确性、清洁和维护的便利性等因素。

当您准备购买血糖仪时，应注意比较各仪器的价格，特别是要重视你挑选的血糖仪的试纸价格。除了仪器花费外，试纸的花费更大，这些花费是你购买血糖仪时要考虑的重要因素。

目前血糖仪种类较多，有的具有自动开关机和自动虹吸加样功能，易操作、需要血量少、使用简单。您在购买前应尽可能的做些比较，了解各种血糖仪优缺点，选择使用便捷简单的血糖仪。

血糖仪的准确性也是您需要考虑的重要因素，检测血糖仪的准确性可以采取用血糖仪测量您的毛细血管血糖(指端血)，同时抽取静脉血用生化仪测定静脉血糖，两种方法的血糖结果应该接近，误差应小于15％。血糖试条是影响血糖仪准确性的关键因素，有的血糖试条采用瓶装，试条瓶打开后试条必须在4个月内使用完；有的血糖试条采用单片铝箔包装，不易受潮，有效期长达1年。

所有的血糖仪均需要适当的保养，有的血糖仪需要更多的清洁和维护，需要更换专用的电池，这也是购买仪器是需要考虑的内容。

购买血糖仪，贵的并不一定是最好的，最适合您使用的，才是您最好的血糖仪。拥有适合您的血糖仪，就为科学监测血糖奠定了基础。

掌握科学监测血糖的基本原则和监测频次及时间

有了属于自己的血糖仪，监测血糖次数过多和过少，血糖控制过低都是不科学的。血糖监测的基本原则是糖尿病病情越不稳定，越需要加强监测。年龄越小，越要严格控制血糖。通过在血糖监测基础上的治疗调整，要求空腹和餐后血糖均达到良好水平。一般而言，空腹血糖在4～8mmoI／L，餐后血糖在7～10mmoI／L为好。对于年龄在65岁以上的病友，血糖控制标准可放宽一些，空腹4—10mmoI／L，不出现低血糖，餐后血糖低于13 mmoI／L就可以了。

到底需要检测多少次血糖?不同的病情要求不一样：

1．使用胰岛素泵、强化治疗以及最近刚诊断糖尿病的患者，可以每天测定血糖4～8次，分别测定三餐前后、睡前血糖，必要时可加测凌晨1时或3时的血糖。

2．口服降糖药物而血糖控制未达标者，每周不同时间检测空腹、餐后血糖至少4次。

3．血糖稳定的糖尿病患者，每月监测血糖2～4次。

4．尝试新的饮食、运动前后、旅行、调整胰岛素剂量、出现低血糖症状、怀孕或计划怀孕时，要及时监测。

5．根据病情、医生的建议及自己的需要随时监测。

6．应结合自己原有的生活方式，灵活掌握监测时间，不要受到过多的约束。

不同时间监测的血糖意义是不一样的。餐前半小时，有利于检出低血糖；餐后2小时，有利于检出高血糖，是糖尿病控制达标的敏感指标，能较好的反映进食及使用降糖药是否合适；夜间及空腹血糖，有利于发现夜间和空腹高血糖或低血糖，找到血糖波动的原因。

桥梁健康监测与预警系统研究 篇7

我国桥梁建设已取得的令人瞩目的成, 跻身于世界桥梁大国之列, 并逐步迈向桥梁强国, 同时随着桥梁建设进程的加快, 各类桥梁结构损坏事故也增多起来。因此桥梁的健康监测与预警技术研究成为一项迫切而重要的工程任务和国内外学术界、工程界研究的热点, 建立起完善的桥梁监测系统是非常必要的。然而这一课题仍处于起步阶段, 存在不足之处, 特别是是工程应用远远跟不上需求。

桥梁健康监测与预警系统是由多种学科集为一体的成果, 任何一个部分都同等重要, 且相互牵制影响。本文探讨以一在役斜拉桥为工程依托, 建立基于网络的数字化安全监控系统:包括区域性的分析处理中心、开发相关的数据存贮管理软件、结构计算软件、安全评估软件、基于网络的桥梁状况信息软件, 同时在桥梁上安放相关的数据测试及传输设备, 并联网到分析处理中心, 经过计算机对数据分析计算后, 将相关的结果传送到桥梁养管部门, 达到对桥梁实时监测的目的。

2 桥梁健康监测与预警的关键技术

桥梁健康监测与预警的主要功能是针对桥梁结构在使用过程中出现异常问题可以及时、无误地给出判定结论, 形成一个面向桥梁实时安全监测的信息服务系统。

斜拉桥是通过斜拉索将索塔、主梁连接在一起的超静定结构体系, 斜拉索拉力测试结果的精度将直接影响对整体结构工作状态的判断。虽然大多数斜拉桥实际的索力只是钢索极限强度的40%~45%, 只要索的锚固不出现锈蚀、松动等异常现象, 斜索一般不会发生问题的, 但对于斜拉桥的整体安全评价工作并不仅仅只是限于斜索的安全与否, 而是了解桥梁受力状态的可能出现的所有影响因素。所以测试索力, 并考虑斜索的刚度、垂度、仰角以及温度、风力、雨雪等因素的影响是研究工作和解决的问题重点。

用振动法进行桥梁损伤检测, 可在不中断交通的情况下, 测定前若干阶自振频率和振幅, 来识别桥梁损伤位置和损伤程度。这是桥梁检测研究的热点。目前还有不少问题有待解决。其中一个最大难点是这类损伤识别问题是一种逆问题, 解答往往不是唯一的, 而且也很少能找到直接的求解方法。神经网络在解决诸如此类问题上有着明显的优势。

斜拉桥是一种多构件组成的大型柔性体系桥梁, 其受力和变形受到多种因素的影响, 变化规律也较为复杂。在斜拉桥的实时监控过程中, 由于检测方法和检测设备的不尽完善、周围环境的影响、以及检测人员能力有限, 实时监控所得数据和被测量的真值之间, 不可避免地存在着差异, 这也就是人们常说的误差。为使检测分析数据尽可能接近真值, 尽可能减小误差, 必须对斜拉桥实时监控采集的各参数进行误差分析和评价, 并据此提出一些环境条件影响的测试修正方法, 从而形成供桥梁现行宏观工况检测评价的技术方案, 同时不断完善实时监控系统。

实时监控系统包括结构特征原型数据采集、处理系统、结构健康状况评估及损伤检测系统。其中结构特征原型数据采集、处理系统就是通过对斜拉桥整体结构的受力特点和构件的相关性分析, 确定结构特征控制部位, 并布设相应的传感器, 借助采集控制系统的控制, 分别采集结构在不同时期、各种特定条件下各控制部位在某一时刻时的原型数据。

对结构原型观测数据的误差分析可根据造成误差的原因, 找出其各项误差因素, 并弄清各项误差的性质、量值及影响总误差的方式, 再按误差合成原则将所有误差合成在一起, 确定其综合误差。

由于实时监控所采用的仪器、方法不尽相同, 所得数据的误差产生的主要原因也就不大一样, 因此在对实时监控系统进行误差分析时, 就不能不先对仪器及测量方法的误差进行分析。采用标高等测量的误差分析及修正方法;动态误差修正方法, 在测试结果中是否存在动态误差以及有多大, 就很难判断。其误差只有通过实验进行标定, 并通过一些修正方法加以修正, 以减小测试的误差, 提高测试的精度。

总体结构的评价是在已经获取某些构件评估指标值的基础上, 通过所建立的损伤情况评估模型, 对因损伤造成的破坏程度进行评估。目前国内外尚无统一的桥梁评估指标体系和对各指标的量化等级标准。我们通过损伤的概念, 建立损伤量化的等级量及相应的损伤评估模型, 该模型对于结构损伤评估在实际中的应用具有较大的实用价值。

以索塔顶点的位移为控制点, 来了解全塔的变形情况。从塔顶位移的观测数据, 可看出索塔的偏位情况, 因此可在采集一定的数据量之后, 设置预警界限。梁挠度预警界限包括两个指标, 一是长期实测数据的均值, 另一个是桥面挠度的计算值。当桥面标高变化超出这两个值中任一个值的一定量时均予以报警。根据收集的索力数据资料, 了解到拉索索力值的一般变化范围, 并以变化值超出这一范围一定量时进行异常报警。实际上从理论分析或其它桥梁的工程实践可知, 当全桥仅有某一拉索出现突发性的损坏时, 并不完全会造成全桥结构的危害, 提出预警的目的只为引起养护管理的重视。

单项指标的预警反映的是桥梁局部的损伤情况, 根据单项指标的变化将给出总体结构的评价。在综合各种采集的数据分析后, 对全桥进行的损伤程度的综合性评估, 由建立的量化评估指标等级作为预警参数的设置依据, 它的预警反映了全桥整体损伤程度。我们通过损伤的概念, 建立损伤量化的等级量及相应的损伤评估模型, 先把实测指标按损伤程度分级, 并对不同指标给予不同的权系数。然后逐层向上分析, 最后用综合法可得到全桥损伤的评估等级。

3 桥梁健康监测与预警系统的组成部分

根据桥梁健康监测及安全监控预警系统的技术实施路线, 可由以下五个子系统所组成并通过网络联系而进行工作。自动化数据采集系统:包括传感器模块、数据采集模块和传输模块、数据处理和控制模块。

信号采集与传输系统是将经传感器变换、放大器放大后的信号, 直接以模拟量的方式记录下来或者经过模数转换后以数字量的方式进行记录。另外, 为了达到实时监测或远程监测的目的, 还要将这些数据通过合理的传输方式传送到监控室, 主要的设备包括:信号采集器和网络连接器及连接线等设备。

信号处理及控制系统是对数据采集和传输部分获得的数据信息进行收集、整理、加工、存贮及传播等一系列活动的总和。它的基本环节是进行数据的组织、存贮、检查和维护等工作。主要是通过各种数学手段 (如FFT、误差分析等) 及数据库等解决数据冗余问题, 从而实现数据独立和数据共享, 并解决由于数据共享而带来的数据完整性、安全性及并发控制等一系列问题, 主要的设备包括:数据存储、处理及控制设备。

基于电子化人工检查的养护管理系统:主要是对桥梁运营过程中各级别检查的内容、手段、检查信息进行电子化管理, 能实现归纳结构退化和各类维修费用的功能, 同时还可对档案有效管理及查询。包括人工检查数据的录入设备。

结构状态及损伤识别系统:从数据测量系统获得的数据经初步处理后或在终端上显示, 或直接进入数据库。该子系统的目的是根据各监测项目的特点, 使各种不同类型的数据通过恰当的组织, 被有效地存储起来, 在保证必要信息存储的前提下, 尽量减少数据的冗余度。该部分包括:高性能计算机及分析软件, 必要时进行实时分析处理。

结构安全综合评估系统, 该子系统的功能是根据表观的检测结果及综合监测的结果, 进行标准化评分, 对桥梁的质量、桥梁的安全状态做出综合评估, 为桥梁日常养护或维修加固提供依据。为了能根据有限的监测数据对桥梁的安全状态做出全面的评价, 该系统还应该包括能对结构进行损伤识别的子系统。

上述五个子系统又可以分为硬件系统和软件系统两大类。硬件系统包括自动化数据采集系统中的硬件系统、基于电子化人工检查的养护管理系统中的硬件系统、软件系统中的硬件系统以及控制系统中的电脑硬件系统;软件系统包括计算机系统运作, 信息收集/处理/传送, 结构分析/评估, 信息存储/传送/管理、可视化处理及远程访问等。

4 工程实例

根据上面的技术路线, 在实际斜拉桥的第一阶段系统中安装了索力、挠度采集系统, 风速风况采集系统, 和温度采集系统。全桥4个索面共180根斜拉索, 其中的64根索上安装加速度传感器拾取其振动信号。具体位置是在每个索面的45根索中, 从索塔向两侧第1、4、7、…、19、22、24、27、…、45号索上安全传感器。主梁的跨中、1/4、3/4断面的上、下游侧安装挠度传感器, 共6个。每个塔顶各装一只风速、风向测试仪, 一只温度测试仪, 一只角度倾斜测试仪。另有服务器1台、前端控制器1台。

软件系统包括原始数据采集、数据处理及数据分析为一体的综合型工程。系统具有以下功能:数据采集、数据录入、数据处理、计算索力、计算位移、预警位置、计算方法变换、数据传输、预警系统, 结构安全评价等。

桥梁安全监测已得到普遍的重视, 本系统的使用, 可对桥梁结构在使用过程中出现的异常问题做到及时、准确地给出判定结论, 对桥梁病害起到早发现、早预报、早治理作用, 以确保大型桥梁结构的安全, 延长桥梁寿命, 减少桥梁垮塌造成的重大经济损失及人员伤亡事故。

5 研究展望

桥梁健康监测与预警研究尚处于起步阶段, 许多问题需要进一步深入研究。目前有以下几点值得考虑:

(1) 系统研制成本高, 一桥一例, 没有通用系统。特别是软件, 必须根据不同桥的具体特点, 单独编程。

(2) 桥梁健康监测的核心技术是损伤的识别, 提高精确实现损伤定位具有很大的工程意义。

(3) 传感元件的耐久性也是一个突出的问题。智能传感元件, 例如光栅光纤传感器用于监测系统有着良好的效果, 探索、研究以及在土木工程中的应用有大量工作需要开展。

摘要：结合理论研究, 依托实际桥梁工程, 建立桥梁健康监测与预警系统, 形成一个面向桥梁实时安全监测的信息集成系统, 以对桥梁结构在使用过程中出现的异常问题真正做到及时、准确地给出判定结论, 对桥梁病害起到早发现、早预报、早治理作用, 以确保大型建筑安全, 延长桥梁寿命, 减少桥梁垮塌造成的重大经济损失及人员伤亡事故。

关键词：桥梁健康,监测与预警,斜拉桥,结构状态

参考文献

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浅议桥梁结构健康监测系统 篇8

“主动式”的桥梁管理核心是建立桥梁维护管理制度,定期对桥梁进行检测(对重大桥梁安装桥梁结构健康监测系统,对其进行“实时检测”),及时了解桥梁的安全状况,并采取相应的修理措施,避免安全事故的发生。

1 桥梁结构健康监测系统基本框架

一个较为完整的桥梁结构健康监测系统一般包括以下四个子系统:传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统和桥梁健康评估系统。

1.1 传感器系统

一般桥梁结构健康监测系统选用的传感器包括两大类:一类是监测桥梁荷载(系统输入)的传感器,一类是监测桥梁结构反应(系统输出)的传感器。

监测桥梁荷载的传感器包括以下几种:温度计、风速仪、空气温湿度计和汽车动态称重系统等;监测桥梁结构响应的传感器包括以下几种:应变计、加速度计、GPS、倾角仪、位移计、锚索计等。

根据不同的桥梁结构形式和工程预算的约束,不同的工程可以选择不同的传感器种类和数量。传感器系统设计主要是传感器种类和数量的选择,重点是传感器布点优化设计。

1.2 数据采集与传输系统

数据采集设备一般包括五种:1)通用采集仪器,主要采集电类传感器信号,一般可针对具体的项目进行特殊设计。2)光纤光栅解调仪,光纤传感器是近些年来兴起的传感器种类,对于桥梁监测系统光纤应变计和温度计得到了日益广泛的应用,采集光纤传感器信号使用光纤光栅解调仪。3)振弦采集仪,对于振弦原理设计的传感器必须用振弦采集设备,如锚索计等。4)GPS接收机,GPS数据采集由专门的系统设备完成,GPS天线通过同轴电缆连接至相应的GPS接收机。5)动态称重主机,WIM系统的数据通过高速称重主机接收压电传感器和地感线圈的信号来进行采集。

数据传输包括三个层次:1)从传感器到采集设备的局部传输网络;2)从采集设备到桥头交换机二级传输网络;3)从桥头交换机到监控中心的骨干传输网络。数据采集与传输系统主要是与传感器匹配的采集仪器的选择、通道数和采集频率的确定,以及数据传输方案的设计。

1.3 数据处理与控制系统

在结构健康监测系统中,对系统监测数据的处理根据处理方式、处理内容以及处理顺序的不同分为数据预处理和数据后处理。系统的数据处理功能由数据库服务器与工控机共同来完成。

数据采集系统中的原始监测数据的预处理是在各子系统采集仪上完成,包括通用数据采集仪、光纤解调仪、GPS接收机、WIM称重主机。预处理后的数据经桥头交换机通过光纤传回监控中心,监控中心的工控机接收预处理后的数据并实时显示。

经预处理后的数据实时的传输至监控中心,在各工控机中通过数据处理软件进行数据后处理,由于数据后处理涉及更为复杂的处理方式,因此有时可能需要进行人机交互的数据处理方式。

1.4 桥梁结构健康评估系统

桥梁结构健康监测系统直接目的是为了桥梁结构评估。桥梁结构评估包括两个层次:一个层次是基于对监测数据的分析判定桥梁上是否发生了病害,并确定病害大致位置,辅以人工检查确定病害程度和性质。第二个层次是在上述病害下桥梁是否安全,是否需要维修加固。第一个层次是桥梁损伤识别的研究范畴;第二个层次一般有基于可靠度理论的分项系数评估方法和基于精细有限元分析的力学方法。桥梁健康评估系统是桥梁健康监测系统的核心。桥梁健康评估系统主要功能是根据采集的数据和分析结果对桥梁承载能力进行评估,为桥梁维护提供决策依据。

2 桥梁结构健康监测系统国内外应用现状

20世纪60年代以来,由于发达国家桥梁严重退化,安全事故不断发生和事故后果的严重性,工程技术人员对桥梁结构监测展开了积极的探索。一方面是桥梁管理系统的研究,美国、英国、日本、加拿大和德国等一些发达国家最先开发了基于计算机的桥梁管理系统,美国从20世纪60年代起就开始使用桥梁管理系统,建成了大量的数据库,以便对桥梁进行科学管理。另一方面是监测系统的研究,到90年代国内外许多大型桥梁安装了健康监测系统,如日本的明石海峡大桥、丹麦的Great Belt和中国的江阴桥等。

中国香港的青马大桥、汀九桥和汲水门桥三座桥梁同时安装了风与结构健康监测系统WASHMS(Wind And Structural Health Monitoring System),为便于集中管理,相关部门建立了一个整体监控中心,三座桥梁共用一套整体的数据处理与控制系统和结构健康评价系统,三座桥梁的数据采集与传输作业的控制在监控中心统一进行,其各自的采集数据也在监控中心进行统一的数据处理和结构分析。昂船洲桥梁结构健康监测系统(SCB-WASHMS)也设计了专用的数据传输线路,将实时监测数据传送到青马控制区上述三个监测系统的监控中心。

近年来,我国的一些大型桥梁也设计安装了结构健康监测系统,如广东虎门大桥、重庆大佛寺桥、海口世纪大桥、南京三桥、江阴大桥和润扬长江大桥,以及苏通长江大桥结构健康监测系统等。与国外相比,我国的这些桥梁结构健康监测系统在工程规模、实施水平和系统功能的完善上存在着不小的差距,具体表现在以下四个方面:

1)这些所安装的监测系统不是按结构损伤识别的功能要求来设计的,对其关键内容,如传感器的布置、阻尼及非经典阻尼的测量、模态精度与损伤识别能力间的关系、采样率、结构的剩余承载力评定等基本上没有考虑,因而基本上没有进行结构损伤识别的能力。这些监测系统所采集的数据主要是各种荷载参数,虽然也量测了少量结构动静态应力和变形,但不符合损伤识别的要求。

2)到目前为止,虽然已经建成了一些监测系统,但尚未见到国内公开发表的实际桥梁安全监测系统的监测数据和对数据的分析结果,更未见到这些分析结果对结构设计的改进作用。

3)桥梁监测系统要求所有的传感器在数据采集上具有严格的时间同步,这样监测的数据才有分析比较的价值,而目前国内很多系统还没达到这种最基本的要求。

4)大多数桥梁监测系统设计都是根据桥梁竣工验收试验的内容设计的,基本没有原始的动力指纹测试内容。而没有原始的动力指纹测试就谈不上真正意义上的结构健康监测。

另一方面国内一些有实力的单位在桥梁健康监测方面也开展了基础性的科研工作,取得一系列重要成果如:1)国家攀登B项目“重大土木与水利工程安全性与耐久性的基础研究”。2)国家重点基础研究发展规划(973)项目“灾害环境下重大工程安全性的基础研究”中子课题“考虑功能蜕化的重大工程结构在灾害作用下破坏过程模拟与控制方法”(项目编号:2002CB412709)。3)中国香港青马、汀九、汲水门大桥风与结构健康监测系统(WASHMS)研究。这些新的研究成果可以用来指导新建的桥梁结构健康监测系统的设计和数据分析工作。

3桥梁结构健康监测系统的意义

桥梁结构健康监测系统的主要作用包括:1)设计验证,确保桥梁安全;2)及时发现桥梁损伤;3)为桥梁维护管理提供技术依据;4)辅助桥梁日常交通管理。

摘要：对桥梁结构健康监测的传感器系统、数据采集与传输系统、数据处理与控制系统及桥梁健康评估系统进行了论述,指出了目前国内外桥梁结构健康监测系统存在的差距,阐述了应用桥梁结构健康监测系统的意义,旨在保证桥梁运营安全。

关键词：桥梁,健康监测,系统

参考文献

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健康监测系统 篇9

在交通运输体系中, 桥梁是一种十分重要的基础设施, 对交通事业的发展具有十分重要的作用。随着不断提高的经济水平及日益加快的城市化进程, 跨江、跨河及跨海桥梁都得到前所未有的发展, 在桥梁结构上不仅分为传统的拱桥、刚架桥等, 还有不同结构的组合及特大型桥梁, 其健康状态对于促进经济发展及交通安全都发挥了十分重要的作用。

1 桥梁健康监测系统

桥梁坍塌等安全事故近年来在国内外不断出现, 使桥梁健康监测技术逐渐成为一个备受关注的研究热点, 因此, 桥梁健康监测信息管理系统的建设也逐渐开展起来。在系统建设时, 应加强控制选择监测设备、设施及其分布的具体位置, 对信息传输手段的监测, 选择桥梁损伤的识别模型, 研发软件策略等环节, 使桥梁健康监测信息管理系统充分发挥应有的作用。设计监测系统应从建设目的及系统功能方面重点着手, 而针对特定桥梁就是对其监控评估或验证设计。确定了系统的建设目的, 就相应确定了系统监测项目。此外, 确定监测系统中传感与通信设备及各监测项目规模等应对其投资限度进行充分考虑。所以在监测系统设计过程中应分析好系统方案, 进而才能建设完成科学高效的监测系统。

2 选择监测设备、设施及控制好有关设备的分布位置

在桥梁设计上, 不论桥梁结构简单或复杂, 都存在受环境及荷载等因素影响而导致一些关键部位发生形变或损伤, 这些环节应在桥梁健康监测过程中加以关注。桥墩、主梁等在桥梁结构中属关键部位, 也容易受环境和荷载因素的影响而导致桥梁要害部位产生损伤。复杂组合型及特大型桥梁主要采用钢筋、混凝土等材料施工建设, 非常容易受到环境因素的影响。但对于桥梁是否需健康监测系统进行确定的标准并不只是结构复杂度、桥梁建设规模及建筑材料等, 还应与其重要性、所处位置及人文环境等因素相结合, 才能科学合理地控制好桥梁健康监测系统建设中监测设备选型及部署位置。

2.1 选择监测设备及设施

应按照监测具体要求, 结合桥梁结构特点及监测部位选择桥梁健康监测设备, 对于主桥塔、桥墩等监测相对位移量关键部位应选择双频GPS等较高精度的监测设备, 其他部位可选择与桥梁结构特点相适应, 安装便捷及利于数据传输的传感设备。传感器设备应根据监测的荷载类型进行选择, 而监测永久、可变及偶然荷载的手段, 监测设备的选择应根据桥梁设计单位意见进行。建设单位对性价比因素也具有较高的关注度, 桥梁健康的监测设备和设施更新速度较快, 在设备类型的选择上有较大余地。在基于观测精度、设备稳定运行的情况下, 应重点关注安装及数据传输的便捷, 选择具有较高性价比的监测设备, 通常要尽可能选用国产产品。

2.2 监测设备及设施的分布位置

不同桥梁结构及设计荷载对于监测设备、设施的分布位置具有决定性作用, 在实际中桥梁结构具有比较复杂的荷载, 监测设备、设施在选择分布位置时, 应确保监测到重要结构部位及损害桥梁较大的荷载。基于此再对健康监测系统造价、密度分配到非重点部位等进行综合考虑, 以达到较低的成本。

3 信息传输手段的监测

监测数据在一般情况下数模转换都已完成, 但控制中心是桥梁健康监测系统的管理主体, 因此应及时将监测数据向控制中心传送以进行系统管理, 才能实现监测预警及妥善处置的效果。基于对数据传送安全的保证, 应采取专用光纤或无线网桥的传输方式, 并综合考虑建设成本。尽管专用光纤安全性相对较高, 也能够保证数据传输速度与质量, 但十分容易受到传输距离、施工条件等因素影响。而数据采用无线网桥形式传输, 微波通道不能在控制中心附近影响, 具备接收塔站的建立条件。数据传送方式的选择, 应对上述因素的影响程度进行综合考虑, 并统筹分析建设经费投入, 结合不同场地情况采取适宜的传输方式。通常应选择专用光纤传送城市内桥梁的健康监测数据, 不仅具有较短的传送距离, 相对也具有良好的施工条件。还能联合专业通信单位, 对专用数据传送光纤采用租借形式进行配置。使建设成本明显降低, 建设周期有效缩短。针对传送城市外围区域桥梁的健康监测数据, 由于相对建筑物不够密集, 具有良好的微波通道, 适宜采用无线网桥形式传输, 并使建设费用明显降低。

4 选择桥梁损伤识别模型

结构整体性评估方法主要可以分为模式识别、系统识别及神经网络三大类方法, 结构模态参数通常被用于结构指纹特征, 也是识别系统的方法和输入神经网络的主要信息, 在各自检伤能力方面也通过结构应变模态、应变曲率等评估方法进行显示。虽然一些整体性评估技术已成功应用于简单结构, 但在复杂结构中应用还有待于提高可靠性。其原因主要是受结构与环境因素所影响, 不完备的测量信息, 达不到足够的测量精度, 桥梁结构具有较大赘余度且对结构局部损伤的测量信号敏感性不够。桥梁健康监测主要是利用监测评估桥梁结构状态, 使桥梁在突发异常时预警信号被触发, 提高桥梁使用安全性。在大型桥梁健康监测方面, 不同于传统检测技术, 不只是需要测试达到大容量信息的快速采集与通讯, 也要实时监控桥梁结构整体及智能化评估结构状态。目前桥梁普遍具有复杂的结构, 只依靠单一模型难以评估桥梁状态。为此, 桥梁监测系统目的对于选择桥梁损伤识别模型具有决定性作用, 在目的明确的前提下, 对桥梁损伤识别模型进行综合分析, 才能提高所选模型的合理可靠性。

5 研发系统软件策略

评估桥梁健康状况离不开采集数据, 为此, 在研发系统软件过程中, 一是建立数据处理平台, 使采集数据更为便捷;二是在研发桥梁健康监测管理系统过程中, 科学合理地应用分析评估模型。

6 结束语

总之, 桥梁健康监测系统的建设要实现科学高效, 应有效控制上述建设环节。很多因素及环节都会在建设桥梁健康监测系统的过程中对其产生不同程度的影响, 但若忽视控制这些环节, 不仅将使建设经费和周期延长, 也将影响到桥梁健康监测的目标。由此可见, 桥梁健康监测系统对于提高桥梁安全性具有十分重要的作用。

参考文献

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[5]何显一.桥梁健康监测系统的构成[J].北方交通, 2015, 9.

健康监测系统 篇10

1 现有数据传输技术存在的问题

桥梁健康监测系统中的数据是非关系型数据,数据存储中大量使用了二进制文件和文本文件[4,5]。这些文件结构简单便于使用,但占用的存储空间较大,影响传输速度。同时,由于当前文件系统的原因,文件存储不仅包含其自身数据,也包含在磁盘扇区中的登记信息,导致非常小的文件会占用远大于自身尺寸的存储空间。以NTFS为例,所有文件都会在MFT(主文件表)中记载该文件的大小、时间戳、安全属性和数据位置。

此外,系统中这些文件的传输主要利用诸如Windows文件共享(SMB)或者是FTP等一些成熟的传输协议进行的,但是这些协议并非为少量数据的传输所设计,因此带来了效率低下的问题。SMB和FTP协议的传输需要数个往返的通信,以FTP协议为例,每一个文件传输至少需要如图1所示的几次往返通信(这其中已经省略了传输开始连接之前的TCP三次握手和每条消息传输完成之后的ACK)。

从图1可以看出,文件中的数据传输只是通信协议中的一小部分,普通体积或者大体积的文件传输时,这些“额外开销”(overhead)是完全可以接受的,然而系统中文本文件仅十几字节,使用相同的协议,其“额外开销”确实是非常大。

以最常见的File Zilla Server搭建的FTP服务器在局域网中进行数据传送试验,并抓包查看数据包的往来记录及其细节。结果表明,通过FTP传输一个仅20字节的文本文件,实际在网络上需要传输1 053字节,共发送了15个数据包。其中仅protocol为“FTP-DATA”的数据包传输文本文件的数据,其它均为协议所带来的“额外开销”,如图2所示。

SMB协议(即Windows文件共享)的数据传送流程与FTP类似,同时SMB协议还是微软的闭源协议,不容易深入研判。为了确保数据传输的准确性,耗费一定的额外开销是需要的,但是FTP此类针对大文件系统管理所设计的协议,给健康监测系统中某些特殊应用带来了很多的额外开销,显著地增加了网络传输压力、拥塞甚至数据丢失。这就需要寻求更好、更先进的方法来解决这一问题。

2 MOM技术在数据传输中的研究与应用

中间件(Middleware)是一种可以独立于系统和平台的服务或者应用程序,位于操作系统和应用程序之间的中间层[6]。消息中间件作为一种重要的中间件技术,是以消息为基本的数据传输工具,可以应用于极其复杂的异构环境。面向消息的中间件(MOM,Message Oriented Middleware)提供了以松散耦合的灵活方式集成应用程序的一种机制[7],提供了基于存储和转发的应用程序之间的异步数据发送,即应用程序彼此不直接通信,而是与作为中介的MOM通信,由MOM负责尽可能地保证数据的正确发送,其传输结构图如图3所示[8,9]。

消息中间件技术具有如下特点:

(1)满足多种通信方式。既可以点对点通信,也可以进行多对一、一对多或者多对多的通信;

(2)松耦合。数据发送端和接收端不必建立连接就可以进行数据传输,大大降低了服务间的依赖和耦合,也避免了因为通信状况不佳而导致的数据传输速度缓慢及丢包率高的问题;

(3)高可靠性。由于消息队列对数据进行了本地化处理,所以当发生网络故障可以迅速地恢复传输,保证传输的可靠性;

(4)高可控性。使用消息队列,可以轻松地控制发送和接受的数据大小,对数据传输速度进行有效控制。

MSMQ是Windows操作系统中面向消息的中间件,是用于创建分布式、松散连接的消息通讯应用程序的开发工具[10]。改进的桥梁健康监测系统中数据传输使用MSMQ开发出一套用于数据传输与交换的消息中间件系统MOM-QHMQ,解决了数据传输滞后的问题。数据传输系统MOM-QHMQ由图4所示的4个部分组成。第1部分为通信管理模块,主要负责通信线程的控制;第2部分为数据报文封装模块,主要负责传输数据报文的封装;第3部分为节点数据传输模块,主要负责数据传输的中转;最后一部分是中心数据同步模块,主要用于同步节点数据。通信管理模块是整个系统的基础,其他3个模块是在这个基础之上完成数据可靠、高效传输的。

采用MOM-QHMQ系统和FTP方式进行数据传输,并在马鞍山大桥健康监测系统中进行了测试,结果如表1所示。从表1中可以看出,传输同批量数据文件,MOM技术传输速度比普通FTP技术快得多,并且传输速度稳定,能够满足实时传输要求,也能满足健康监测系统传输数据量的总体要求,系统运行稳定。

3 结论

桥梁健康监测系统每时、每刻都在产生大量的数据,数据从传感器的采集到数据中心的汇集需要进行多层网络传输,网络传输特别是INTERNET传输往往会产生数据传送滞后甚至丢失或造成网络堵塞等问题。随着计算机网络技术以及大数据技术的发展,数据传输软件技术也有很大的发展。本文对面向消息的中间件(MOM)技术在数据传输中的应用进行了探讨,结果表明MOM技术不仅提高了数据传输的速度,解决了健康监测系统中海量数据传输滞后实际问题,同时也保证了系统数据传输的实时性和稳定性,满足了系统数据传输总量要求,为健康监测系统大数据分析和桥梁安全保障提供了必要的基础。

摘要：针对桥梁结构健康监测系统中的数据传输滞后问题,文章对面向消息中间件(MOM)技术在数据传输中的应用进行分析,结果表明MOM技术传输技术更快、更稳定,能满足实时传输要求。

关键词：桥梁工程,健康监测系统,数据传输,MOM技术

参考文献

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[4]文件格式[EB/OL].[2016-02-22].http://baike.baidu.com/link?url=Do Vjk2BJj FVNw3sw Ku Sl Pr ZI2UZyd W-P8-Mi Wg X7H3I6Xmaj6WO59Zn OZSDr Z9X0r Qiz Tdk2PTQKfg5wt Hwt IK.

[5]刘超,胡成玉,姚宏,等.面向海量非结构化数据的非关系型存储管理机制[J].计算机应用,2016,36(3):670-674.

[6]消息中间件原理及JMS简介[EB/OL].(2008-01-27)[2016-02-22].http://www.blogjava.net/orangelizq/archive/2008/01/27/178026.html.

[7]浅议消息中间件技术标准与开源实现[EB/OL].(2008-01-27)[2016-02-22].http://blog.csdn.net/mikeszhang/article/details/9222221.

[8]梁彦杰,廉东本.基于消息中间件的数据交换平台传输框架设计[J].计算机系统应用,2012,21(4):10-13.

[9]王海华,徐剑.基于消息中间件通信的网络平台MOM系统[J].中国西部科技,2008,7(21):37.

四川建立健康服务业统计监测体系 篇11

该统计监测体系分为医疗卫生服务、健康管理与促进服务、健康保险与保障服务、其他与健康相关的服务、健康服务业总投入、健康服务业占国民经济GDP比重、健康服务业重大项目建设情况七个大类共90余个指标。涉及省卫生计生委、省中医药管理局、省统计局、教育厅、民政厅、省体育局、省残联、人力资源社会保障厅、司法厅、四川保监局等多个相关单位及部门。同时，该制度还明确了全省健康服务业调查对象和范围、信息报送方式、报告期及调查方法，全面准确地了解全省健康服务业及其相关产业发展的规模、水平、结构等基本情况，为今后该省健康服务业发展提供数据支撑和决策依据。

广安区举行卫生应急演练

4月27日至5月22日，广安市广安区卫生应急演练圆满举行，全区29个卫生单位260余人次演练了模拟输入性传染病、抗震救灾、交通事故、自然灾害、食物中毒等项目。整个演练过程紧张有序，从物资配备、安全转运、救助抢救，医护人员都到位迅速、配合默契，抢救过程合理，节拍紧凑，各项操作稳、准、快，体现了急诊人员训练有素的业务素质。 （王忠报）

内江市医责险参保率达97.85%

截至目前，内江市除3家基层医疗机构以外，137家公立医疗机构全部参加医责险，参保率97.85%，总保费890.57万元。内江市医疗责任保险制度的有效推行，实现了医疗损害赔偿社会化分担，有效缓解医患矛盾、确实促进了健康服务业的发展。

资中内江探路“医联体”

2014年末，四川省资中县资州医院与内江市第二人民医院签订3年医疗联合体合作协议，这是内江地区首家民营医院与城市三甲医院牵手成立的“医联体”。通过“医联体”方式，使三甲医院的理念、专家、资源“下沉”，以提升基层医院的服务和技术能力，实现优质资源的共享。据统计，2015年资州医院第一季度的门诊量为14740人次，同比增长18.27%；出院3347人次，同比增长8.37%；手术915例次，同比增长17.65%。

内江市东兴区打造区域医疗联合体

近日，内江市东兴区区域医疗联合体正式成立，标志着该区在深化医药卫生体制改革工作中又一次实现了重大的机制创新，在推进公立医院改革中迈出了重要的步伐，为适应医改新常态，促进患者在基层就医，缓解群众“看病难、看病贵”问题打下了坚实的基础。

健康监测系统 篇12

现如今, 整个社会的老龄化人口在不断提高, 各种突发性的疾病在青少年尤其是在老年人身上时有发生, 比如患有糖尿病、高血压、心脑血管等症状的岁数大的老人越来越多[1], 各种慢性病所发的概率在不断提升[2]。如何才能对家庭成员或者是社会成员的身体监测状况进行长期有效的监护, 成为社会的一大难点[3]。Android Wear是Android操作系统的一个分支版本, 专为智能手表等可穿戴式计算机设备所设计。本系统在Android平台上, 通过智能系统对用户的生理数据进行采集, 最后根据需要由消息推送服务器将分析结果推送给用户, 方便用户及时了解与掌握自身的身体健康状况。

1 系统总体设计

1.1 系统总体架构

移动健康监测系统共分为三大部分:生理信号采集终端、智能手机终端和远程数据分析平台。如图1所示。人体的各种生理信号通过传感器进入生理信号采集终端, 生理信号采集终端将对原始信号进行基本的硬件预处理, 而后通过蓝牙[4]模块将各种生理信号传输到手机终端。手机收到生理信号后将进行一些数字化的信号预处理, 尽量地滤除掉信号中的干扰信号, 然后进行实时的计算和图形展现, 最后再将生理数据通过2G/3G/4G移动网络或Wi-Fi无线传输到远程云数据分析平台[5]。云数据分析平台可获取到的数据进行深度的健康数据分析, 并及时向用户反馈相关信息。

1.2 系统功能设计

移动健康监测系统是一个针对人们身体数据的监测与预警的系统, 它可以通过采集终端 (智能手表与智能手机) 对用户的人体各项生理指标, 包括运动数据、心率数据、睡眠数据等进行采集, 然后利用无线或移动网络进行数据传输, 云服务器端会针对采集得到的用户信息进行分析、处理、分类和存储, 并根据分析和处理后需要所得到的有意义的结果推送到对应的移动客户端。在此给出了系统的功能模块图。如图2所示。

1.2.1 客户端功能模块

大体上整个客户端可以划分为以下五大功能模块:用户信息管理功能模块, 健康监测功能模块, 实时动态图功能模块, 咨询平台功能模块以及历史记录查询功能模块。

在实时动态图功能模块中, 每个部分最主要都是以图加文字的形式对用户生理数据进行展示, 方便用户及时了解自身的身体状态, 并在旁边给出了相关的建议。

咨询平台模块是本系统中非常重要与实用的一个模块。当用户遇到什么身体健康方面的问题时, 可以通过短信或电话咨询的方式向专门的医务人员进行咨询, 也可以在系统平台上进行留言, 系统首先会自动回复与关键词相关的问题。注意, 这些回复只是建议, 互动分享平台是系统为用户之间交流所开发的一个平台, 目前仅能提供提问与应答的功能。

1.2.2 服务器端功能模块

服务器端总共三大模块:服务请求处理模块、消息推送服务模块、数据分析服务模块。其中, 消息推送服务器, 首先需要设置好推送内容, 接着就可以向客户端推送各种消息。数据分析主要对收集到的用户身体健康数据进行以时间为单位的日分析、月分析、年分析。

2 系统部署设计

系统的实际部署图如图3所示。从图中可以看到, 系统部署主要组成部分有智能手机与智能手表客户端、数据分析服务器、Web服务器、消息推送服务器以及My SQL数据库。其中客户端主要指的是基于Android系统的移动智能手机与基于Android Wear系统的可穿戴式智能手表两种类型的终端设备。

首先, 客户端与Web服务器通过基于HTTP协议建立关系, 同时Web服务器可以通过JDBC来与数据库My SQL建立起连接关系, 这样, 客户端就可以通过HTTP协议访问到部署Web服务器上的服务, 并能够通过Web服务提供的封装于底层的JDBC接口访问到数据库中的数据。

然后, 移动客户端也可以通过HTTP协议与数据分析服务器建立联系, 以便获取用户身体健康数据状况, 及时准确地了解自身的最新生理数据, 并基于此数据的分析结果采取相应措施。

最后, 消息推送服务器其主要职责是向用户推送最新的消息, 如身体健康等信息, 及时提醒用户自身的状况。服务器是基于HTTP协议向客户端推送用户消息。

3 数据库设计

本系统中所使用到的数据库中数据量相对较小, 存储的信息类型也相对较少, 使用My SQL作为后台数据库存储数据。数据库如表1所示。

4 系统详细设计与实现

4.1 系统类图设计与实现

现给出移动健康监测系统部分类的关联类图, 如图4所示。其中, Splash Activity为系统启动界面, 意味着这是进入应用的第一个加载界面, 它的主要功能是显示一些图标信息和加载一些必要的数据, 如GPS定位, 开启后台服务等。User Login Activity用户登录类, 第一次使用系统的用户都会首先进入该界面, 它的职责是检验用户输入的用户名也就是手机号与密码是否正确。Sport Activity为运动类, 与步行或跑步有关联, 用户可以在该界面中设置运动目标, 进入运行检测状态, 对整个运动轨迹进行跟踪, 运动结束时, 可以看到数据图表。Sleep Activity是睡眠类, 用于对用户睡眠过程进行检测, 最后也会给出数据图表。Heart Rate Activity是心率检测类, 检测用户的心率和脉搏跳动频率, 主要应用于智能手表客户端中。

4.2 APP与云端通信

APP与云端应用间能否正常的通信与用户的实际体验效果紧密相联。在手机端完成生理信号数据的分析和展现之后, 设计了基于HTTP协议的网络传输模式, 将生理信号数据通过移动网络上传到远程数据分析平台。Http Client[6,7]是Apache Jakarta Common下的子项目, 可以用来提供最新的、高效的、功能丰富的支持HTTP协议的客户端开发编程工具包。调用Http Client就可以实现APP和云端的通信。如图5所示。

5 结语

本文从医疗健康服务的一个新兴领域——移动健康出发, 设计了基于Android的移动健康监测系统。本系统可以让用户随时随地对自己的身体健康进行监测与预警, 具有一定的推广应用价值。后续开发中, 系统的界面布局可以继续优化, 首页可以通过轮播的方式来进行广告或业务的宣传。在系统平台的可扩展方面, 后期如果有需要可以考虑将其在IOS平台上实现, 从而能够覆盖更为广泛的用户, 造福于用户。

参考文献

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