1T/CASMESXXXX—2023鋼橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)本文件規(guī)定了鋼橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本要求、數(shù)據(jù)表要求、外部數(shù)據(jù)交換、系統(tǒng)的構(gòu)建和實施步驟、評估流程。本文件適用于鋼橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量評估的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2887計算機場地通用規(guī)范GB/T11708公路橋梁命名編號和編碼規(guī)則GB/T20273信息安全技術(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安全技術(shù)要求GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求GB50982建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1傳感器transducer/sensor能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。3.2監(jiān)測系統(tǒng)monitoringsystem由監(jiān)測設(shè)備組成實現(xiàn)一定監(jiān)測功能的軟件及硬件集成。3.3第三范式thirdnormalform第三范式（3NF）是符合第三級別的關(guān)系模式的集合。滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫，是在滿足第二范式（2NF）的基礎(chǔ)上，要求一個數(shù)據(jù)庫表中不包含已在其它表中己包含的非主關(guān)鍵字信息。3.4TCP/IP協(xié)議傳輸控制/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也稱作網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。它是在網(wǎng)絡(luò)的使用中的最基本的通信協(xié)議。TCP/IP傳輸協(xié)議對互聯(lián)網(wǎng)中各部分進行通信的標準和方法進行了規(guī)定。并且，TCP/IP傳輸協(xié)議是保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息及時、完整傳輸?shù)膬蓚€重要的協(xié)議。3.5HTTP協(xié)議超文本傳輸協(xié)議，是一個請求——響應(yīng)協(xié)議，它通常運行在TCP之上，用于分布式、協(xié)作式和超媒體信息系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議。HTTP是萬維網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。4基本要求4.1數(shù)據(jù)庫4.1.1數(shù)據(jù)庫宜采用技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠、易于擴展的設(shè)計方案，設(shè)計方案應(yīng)遵循數(shù)據(jù)的完整性和一致性原則；管理技術(shù)平臺應(yīng)安全、穩(wěn)定、高效。2T/CASMESXXXX—20234.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜具備身份鑒別、主動訪問控制、安全審計等安全防護功能。4.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計及功能等應(yīng)符合GB50982相關(guān)要求。4.1.4數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足第三范式（3NF）的要求。4.1.5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜構(gòu)建若干子數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行分類存儲和管理。4.1.6數(shù)據(jù)庫中表的模塊應(yīng)區(qū)分：系統(tǒng)架構(gòu)實體、業(yè)務(wù)功能實體、存儲數(shù)據(jù)實體。4.1.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜針對具體需求提供數(shù)據(jù)備份功能，保障數(shù)據(jù)安全。4.1.8數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)分析模型，選擇合適的數(shù)據(jù)庫類型。4.1.9數(shù)據(jù)庫中的表宜根據(jù)其存儲數(shù)據(jù)的具體特征，設(shè)計合理的表結(jié)構(gòu)。4.1.10數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宜具備數(shù)據(jù)倉庫拓展功能或具備向數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)遷移能力。4.1.11數(shù)據(jù)庫的維護、安全要求應(yīng)符合GB/T20273及GB/T22239的相關(guān)要求。4.1.12數(shù)據(jù)庫中設(shè)計時宜對常用查詢字段設(shè)置索引。4.1.13數(shù)據(jù)庫中表應(yīng)使用單獨的字段作為對應(yīng)表的主鍵。4.1.14數(shù)據(jù)庫中表的主鍵應(yīng)體現(xiàn)或計算得出數(shù)據(jù)存儲的時間戳信息，字段名宜用“SID”。4.2監(jiān)測系統(tǒng)4.2.1根據(jù)橋面鋪裝的設(shè)計要求和具體情況，設(shè)置合理的監(jiān)測點。4.2.2監(jiān)測點的設(shè)置應(yīng)包括橫向和縱向兩個方向，同時覆蓋整個橋面。4.2.3監(jiān)測點的數(shù)量和位置應(yīng)考慮到橋面的整體布局和局部細節(jié)的影響。同時為了方便實時監(jiān)測，應(yīng)在監(jiān)測點處設(shè)置標志。4.2.4監(jiān)測系統(tǒng)宜具有完整的傳感、調(diào)理、采集、傳輸、存儲、數(shù)據(jù)處理及控制、預(yù)警及狀態(tài)評估功4.2.5監(jiān)測傳感器除應(yīng)符合下列規(guī)定：a)傳感器的選型應(yīng)根據(jù)監(jiān)測對象、監(jiān)測項目和監(jiān)測方法的要求，遵循“技術(shù)先進、性能穩(wěn)定、兼顧性價比”的原則；b)宜采用應(yīng)變傳感器和位移傳感器；c)傳感器應(yīng)符合監(jiān)測系統(tǒng)對靈敏度、通頻帶、動態(tài)范圍、量程、線性度、穩(wěn)定性、供電方式及壽命等要求；d)傳感器在安裝后需要進行調(diào)試和校正，以保證其精度和準確性。對于應(yīng)變傳感器而言，需要進行標定和線性化處理；位移傳感器需要進行零點校正和靈敏度校正等操作。此外，還需要進行傳感器的防水、防護和防雷等環(huán)境保護措施，以確保其長期穩(wěn)定運行。4.3一致性制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和共享模式，保證數(shù)據(jù)資源最大化地利用，充分發(fā)揮系統(tǒng)整體效能。4.4可靠性保證系統(tǒng)具有較高的可靠性、完善的錯誤處理機制和數(shù)據(jù)備份機制，保證系統(tǒng)能夠提供不間斷訪問服務(wù)。5數(shù)據(jù)表要求5.1基礎(chǔ)信息表5.1.1基礎(chǔ)信息表應(yīng)包括：橋梁信息表、傳感器配置表、設(shè)備信息表、監(jiān)測類型配置表等。5.1.2基礎(chǔ)信息表應(yīng)考慮不同類型橋梁的具體情況，統(tǒng)一進行字段設(shè)計。5.1.3基礎(chǔ)信息表應(yīng)保證其字段能完整覆蓋鋼橋監(jiān)測系統(tǒng)需要的橋梁、傳感器及設(shè)備信息。5.1.4橋梁信息表中的記錄應(yīng)符合GB/T11708的要求。5.1.5橋梁信息表可參考表A.1進行表結(jié)構(gòu)設(shè)計。5.1.6傳感器配置表應(yīng)根據(jù)不同類型傳感器分別進行編號。5.1.7傳感器配置表字段應(yīng)包括傳感器編號、傳感器類型、監(jiān)測數(shù)據(jù)類型、傳感器安裝位置、數(shù)據(jù)采集頻率、初始修正值等。3T/CASMESXXXX—20235.1.8設(shè)備信息表應(yīng)根據(jù)不同類型的設(shè)備分別進行分類編號。5.1.9設(shè)備信息表的字段應(yīng)包括設(shè)備編號、設(shè)備類型、設(shè)備安裝位置、狀態(tài)等。5.1.10設(shè)備信息表可參考表A.2進行表結(jié)構(gòu)設(shè)計。5.2監(jiān)測數(shù)據(jù)表5.2.1監(jiān)測數(shù)據(jù)表應(yīng)根據(jù)不同類型的監(jiān)測數(shù)據(jù)分表進行設(shè)計，其對每個具體測量參數(shù)應(yīng)設(shè)計獨立的表。5.2.2監(jiān)測數(shù)據(jù)表的字段應(yīng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集時間、傳感器編號、傳感器采集值等。5.2.3監(jiān)測數(shù)據(jù)表的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集時間字段精度應(yīng)體現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集精度和存儲精度。5.2.4監(jiān)測數(shù)據(jù)表的傳感器編號字段應(yīng)與基礎(chǔ)信息表中相應(yīng)字段統(tǒng)一。5.2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)表的傳感器采集值字段數(shù)據(jù)精度應(yīng)為單精度浮點數(shù)。5.3業(yè)務(wù)功能表5.3.1業(yè)務(wù)功能表應(yīng)體現(xiàn)對基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、展示、分析等功能，應(yīng)根據(jù)不同功能模塊分表進行設(shè)計。5.3.2業(yè)務(wù)功能表的設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)鋼橋監(jiān)測系統(tǒng)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與具體功能的相關(guān)性。5.3.3業(yè)務(wù)功能表應(yīng)負責(zé)存儲其他功能性數(shù)據(jù)，包括分析評估數(shù)據(jù)、視頻、圖像、音頻等結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。5.3.4業(yè)務(wù)功能表應(yīng)通過合理設(shè)計對重要的中間計算數(shù)據(jù)進行存儲。5.3.5業(yè)務(wù)功能表不宜將業(yè)務(wù)表中的數(shù)據(jù)進行額外存儲或備份。6外部數(shù)據(jù)交換6.1一般規(guī)定6.1.1數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮基礎(chǔ)信息表、監(jiān)測數(shù)據(jù)表、功能表與其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換需求。6.1.2數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)具體設(shè)計時，應(yīng)添加清晰完整的字段說明信息。使用不具備備注功能的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品時，應(yīng)獨立以文檔形式維護說明信息表。6.1.3數(shù)據(jù)庫架構(gòu)宜選取支持ODBC和JDBC等常用接口規(guī)范的方案。6.1.4在設(shè)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換方法時，數(shù)據(jù)交換雙方應(yīng)商討統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或中間數(shù)據(jù)格式。6.1.5數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換時，雙方最終目標存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式應(yīng)自行負責(zé)轉(zhuǎn)換。6.2數(shù)據(jù)交換方式6.2.1以本文件為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫之間進行數(shù)據(jù)交換時，宜采用以下方式：a)方式一：在權(quán)限允許和數(shù)據(jù)交換環(huán)境安全的條件下，可在數(shù)據(jù)庫層面，采用對表數(shù)據(jù)同步的方式進行數(shù)據(jù)交換；b)方式二：依據(jù)本文件搭建雙方共享數(shù)據(jù)庫，對共享數(shù)據(jù)庫中表的讀寫權(quán)限進行分離；c)方式三：以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，通過HTTP協(xié)議，基于JSON的數(shù)據(jù)格式，來進行對外提供數(shù)據(jù)接口。6.2.2以本文件為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫與非本文件為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫或均未按本文件為基礎(chǔ)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換，宜采用6.2.1條的方式二或方式三。6.2.3非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)交換，宜采用以FTP、網(wǎng)絡(luò)共享等共享結(jié)構(gòu)目錄的方式進行的數(shù)據(jù)交換。7系統(tǒng)的構(gòu)建和實施步驟7.1步驟7.1.1確定評估指標。根據(jù)鋼橋的實際應(yīng)用場景及其特點，確定合適的評估指標，例如材料性能、制造標準、工藝要求、連結(jié)性能等。7.1.2建立質(zhì)量評估體系。從質(zhì)量管理體系、成本管理體系、過程控制體系、環(huán)境管理體系、安全性管理體系等角度出發(fā)，不斷完善質(zhì)量評估體系。4T/CASMESXXXX—20237.1.3開發(fā)評估工具。開發(fā)符合標準和實際應(yīng)用需求的評估工具，例如基于標準規(guī)范的手工評估、基于數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計模型評估、基于計算機輔助的數(shù)值仿真評估等。7.1.4建立質(zhì)量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。運用信息化手段，建立鋼橋質(zhì)量評估數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，以對質(zhì)量評估數(shù)據(jù)進行歸類、存儲、管理、分析和應(yīng)用。7.1.5實施質(zhì)量評估管理。通過運用評估體系、評估工具、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等進行實施，采取企業(yè)內(nèi)部開發(fā)和外部第三方審查相結(jié)合的方式，確保評估的客觀性和準確性。7.2構(gòu)建和實施7.2.1需求分析：根據(jù)監(jiān)測對象的特點和使用環(huán)境，確定監(jiān)測指標、監(jiān)測頻率和數(shù)據(jù)處理需求，并制定監(jiān)測計劃。7.2.2傳感器安裝：根據(jù)監(jiān)測指標和幾何結(jié)構(gòu)，確定傳感器的類型、位置和數(shù)量，并進行傳感器的安裝和校準。7.2.3數(shù)據(jù)采集和處理：建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時采集傳感器所獲取的數(shù)據(jù)，存儲并進行處理和分析，得到結(jié)構(gòu)狀態(tài)的評估和預(yù)測。7.2.4特征提取和診斷：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用特征提取和診斷技術(shù)，發(fā)現(xiàn)鋼橋結(jié)構(gòu)的異常現(xiàn)象，確定異常原因和程度，制定相應(yīng)的維修和加固措施。7.2.5系統(tǒng)監(jiān)督：對監(jiān)測系統(tǒng)進行日常監(jiān)督和維護，確保傳感器的正常工作和數(shù)據(jù)的準確性。7.2.6系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和用戶反饋，不斷優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法，提高數(shù)據(jù)處理和分析的準確性和效率，提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和實用性。7.2.7在鋼橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的實施過程中，還需要考慮數(shù)據(jù)安全和隱私保護問題，采取相應(yīng)的安全措施，例如加密數(shù)據(jù)傳輸，限制數(shù)據(jù)訪問權(quán)限等。同時，還需要充分考慮系統(tǒng)成本和實用性，并制定合理的監(jiān)測方案和應(yīng)急預(yù)案，確保鋼橋結(jié)構(gòu)的安全和可靠性。7.3技術(shù)原理7.3.1傳感器技術(shù)：傳感器是監(jiān)測技術(shù)的核心設(shè)備。通過傳感器可以采集鋼橋結(jié)構(gòu)的溫度、應(yīng)變、振動、位移、加速度等參數(shù)，并把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置中進行處理和分析。7.3.2數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)：數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)是鋼橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)的另一個核心環(huán)節(jié)。傳感器所采集到的數(shù)據(jù)需要進行處理和分析，以獲取結(jié)構(gòu)的狀況信息。7.3.3特征提取和診斷技術(shù)：特征提取和診斷技術(shù)是識別結(jié)構(gòu)異常的關(guān)鍵技術(shù)。通過對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行特征提取和診斷，可以發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，并實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的故障診斷和損傷評估。7.3.4機器學(xué)習(xí)技術(shù)：機器學(xué)習(xí)技術(shù)是鋼橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)的一種新發(fā)展趨勢。利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以對海量數(shù)據(jù)進行自動化處理和分析，并實現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀況的預(yù)測和預(yù)警。7.4維護技術(shù)與措施7.4.1定期巡檢：鋼橋每年至少進行一次檢查，及時發(fā)現(xiàn)腐蝕、破損、變形等問題，然后針對不同的狀況采取不同的維修方法。例如，鋼橋面有污漬需要進行清洗，發(fā)現(xiàn)部分受損的鋼板需要及時更換。7.4.2清洗除銹：鋼橋表面的油漆層和鋼板表面會因為潮濕等因素出現(xiàn)腐蝕和生銹，這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形和安全隱患。一般的維護方法應(yīng)當是進行清洗除銹，并施以抗腐涂料或瀝青涂層，以達到保護鋼橋表面的目的。7.4.3油漆保護：鋼橋外部表面的瀝青涂料或防腐涂料能夠橋面表面形成一層保護膜，防止空氣的氧化侵襲，保持鋼橋內(nèi)部金屬的原始狀態(tài)，從而延長使用壽命。7.4.4加強支撐：長期使用會導(dǎo)致鋼橋結(jié)構(gòu)變形，也可能因為重載導(dǎo)致變形，可以使用加固材料進行支援，以減輕材料變形的影響。例如，可以使用鋼筋混凝土支撐架等設(shè)備對鋼橋進行加強固定。7.4.5變形監(jiān)測：采用變形監(jiān)測儀器，實時監(jiān)測鋼橋結(jié)構(gòu)的變形情況。鋼橋結(jié)構(gòu)變形評估是為了更準確地預(yù)測變形趨勢，及時處理結(jié)構(gòu)問題，達到保護鋼橋安全的目的。7.4.6鋼板更換：鋼橋受到長期重載或者氣候作用容易出現(xiàn)鋼板剝落、崩口或斷裂等問題，對這些危險等至高點進行組成檢查，發(fā)現(xiàn)不正常的部分及時更換可避免引發(fā)更大的安全隱患。7.4.7鋼纜維護：鋼纜是鋼橋中的重要部件之一，需要定期檢查其外觀形態(tài)，確認有否毛刺、腐蝕、裂紋、疲勞現(xiàn)象等，及時修復(fù)和更換，以延長纜索的使用壽命。7.4.8監(jiān)測與預(yù)測：鋼橋監(jiān)測需要借助現(xiàn)代化的監(jiān)測儀器和自動化設(shè)備，對鋼橋進行定期聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，5T/CASMESXXXX—2023并對鋼橋結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行評估和預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取針對性的維護措施，以保障鋼橋的安全運行。同時，可以利用數(shù)據(jù)分析和預(yù)測算法，進行結(jié)構(gòu)預(yù)警和預(yù)測，確定鋼橋的保養(yǎng)和更新計劃，從而提高鋼橋的使用率和經(jīng)濟效益。8評估流程8.1收集數(shù)據(jù)階段建立質(zhì)量監(jiān)測體系后，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測點和方