城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測城市高空廣告牌作為商業(yè)宣傳的重要載體，廣泛分布于城市的主干道、商業(yè)區(qū)和高層建筑外立面上，其結(jié)構(gòu)安全直接關(guān)系到公共安全和城市形象。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快和廣告牌數(shù)量的激增，因廣告牌結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、墜落引發(fā)的安全事故時有發(fā)生，不僅造成了財產(chǎn)損失，還嚴(yán)重威脅到行人和車輛的安全。因此，對城市高空廣告牌進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，已成為城市管理和公共安全領(lǐng)域的重要課題。一、城市高空廣告牌的結(jié)構(gòu)特點與安全隱患城市高空廣告牌的結(jié)構(gòu)形式多樣，常見的有落地式廣告牌、墻面附著式廣告牌、樓頂廣告牌等。不同類型的廣告牌在結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇和安裝方式上存在差異，但其核心結(jié)構(gòu)通常包括支撐體系、面板和連接部件。支撐體系一般由鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)組成，負(fù)責(zé)承受廣告牌的自重、風(fēng)荷載、地震荷載等外力作用；面板多采用金屬板、亞克力板或噴繪布等材料，直接展示廣告內(nèi)容；連接部件則用于將支撐體系與面板、支撐體系與建筑物主體連接起來，是結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，城市高空廣告牌在長期使用過程中，容易受到多種因素的影響而產(chǎn)生安全隱患。首先，風(fēng)荷載是廣告牌結(jié)構(gòu)面臨的主要外力之一。城市中的高層建筑和復(fù)雜地形會導(dǎo)致局部風(fēng)速增大，形成強(qiáng)烈的風(fēng)振效應(yīng)，對廣告牌的支撐體系和連接部件造成反復(fù)的疲勞損傷。特別是在臺風(fēng)、強(qiáng)對流天氣等極端氣象條件下，廣告牌結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)荷載會急劇增加，超出設(shè)計極限時就可能發(fā)生倒塌、墜落等事故。其次，材料老化也是廣告牌結(jié)構(gòu)安全的重要威脅。廣告牌的支撐體系多采用鋼結(jié)構(gòu)，長期暴露在戶外環(huán)境中，容易受到雨水、濕氣、紫外線等因素的侵蝕，導(dǎo)致鋼材生銹、腐蝕，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。面板材料如亞克力板、噴繪布等也會隨著時間的推移出現(xiàn)老化、開裂、褪色等問題，不僅影響廣告效果，還可能在風(fēng)荷載作用下發(fā)生破損、脫落。此外，施工質(zhì)量缺陷和維護(hù)管理不善也是導(dǎo)致廣告牌結(jié)構(gòu)安全隱患的重要原因。部分廣告牌在施工過程中，存在設(shè)計不合理、材料選用不當(dāng)、焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、連接螺栓松動等問題，為結(jié)構(gòu)安全埋下了隱患。而在使用過程中，一些廣告牌所有者缺乏定期維護(hù)和檢查的意識，沒有及時對廣告牌的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢修和加固，導(dǎo)致安全隱患逐漸積累，最終引發(fā)事故。二、城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的技術(shù)手段為了有效保障城市高空廣告牌的結(jié)構(gòu)安全，需要采用先進(jìn)的技術(shù)手段對其進(jìn)行實時、動態(tài)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。目前，常用的監(jiān)測技術(shù)主要包括以下幾種：（一）傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的核心，通過在廣告牌結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位安裝各種傳感器，實時采集結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，為結(jié)構(gòu)安全評估提供數(shù)據(jù)支持。常見的傳感器類型包括：應(yīng)變傳感器：用于測量廣告牌支撐體系和連接部件的應(yīng)變情況，通過分析應(yīng)變數(shù)據(jù)可以了解結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，判斷是否存在應(yīng)力集中、過載等問題。加速度傳感器：用于監(jiān)測廣告牌結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，包括振動頻率、振幅、加速度等參數(shù)。通過對振動數(shù)據(jù)的分析，可以評估結(jié)構(gòu)的動力特性，識別結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度。位移傳感器：用于測量廣告牌結(jié)構(gòu)的位移變化，包括水平位移和垂直位移。位移數(shù)據(jù)可以反映結(jié)構(gòu)的變形情況，判斷是否存在基礎(chǔ)沉降、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問題。環(huán)境傳感器：用于監(jiān)測廣告牌所處環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以為結(jié)構(gòu)的受力分析和安全評估提供環(huán)境背景信息，幫助判斷環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)安全的影響。（二）數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可以將傳感器采集到的各種物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行預(yù)處理和存儲。然后，通過有線或無線通信技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測中心，實現(xiàn)對廣告牌結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)控。目前，常用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)包括有線傳輸（如以太網(wǎng)、光纖）和無線傳輸（如GPRS、3G/4G/5G、LoRa、NB-IoT等）。有線傳輸具有傳輸速度快、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，但布線復(fù)雜、成本較高，適用于固定安裝的廣告牌監(jiān)測。無線傳輸則具有靈活性高、安裝方便的特點，適用于分布廣泛、位置分散的廣告牌監(jiān)測。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，NB-IoT、LoRa等低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)在廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量廣告牌的長期、穩(wěn)定監(jiān)測。（三）數(shù)據(jù)分析與評估技術(shù)數(shù)據(jù)分析與評估技術(shù)是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的核心內(nèi)容，通過對采集到的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，評估廣告牌結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，預(yù)測結(jié)構(gòu)的剩余壽命，為結(jié)構(gòu)的維護(hù)和管理提供決策依據(jù)。常用的數(shù)據(jù)分析方法包括靜態(tài)分析和動態(tài)分析。靜態(tài)分析主要通過對結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、位移等靜態(tài)參數(shù)的分析，評估結(jié)構(gòu)的承載能力和變形情況。動態(tài)分析則通過對結(jié)構(gòu)的振動頻率、振型、阻尼比等動態(tài)參數(shù)的分析，識別結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度。此外，還可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，建立結(jié)構(gòu)損傷識別模型和剩余壽命預(yù)測模型，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性。結(jié)構(gòu)健康評估通常采用層次分析法、模糊綜合評價法、灰色系統(tǒng)理論等方法，從結(jié)構(gòu)的承載能力、變形情況、材料性能、環(huán)境影響等多個方面進(jìn)行綜合評估，確定結(jié)構(gòu)的健康等級，并提出相應(yīng)的維護(hù)建議。三、城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是一個集傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與評估技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)建需要遵循科學(xué)性、實用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的原則。（一）系統(tǒng)架構(gòu)城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)通常由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個部分組成。感知層：主要由各種傳感器組成，負(fù)責(zé)采集廣告牌結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)層：包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，負(fù)責(zé)將感知層采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層。應(yīng)用層：包括數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫、分析評估軟件和用戶界面，負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、存儲管理和評估決策，并為用戶提供可視化的監(jiān)測結(jié)果和決策支持。（二）系統(tǒng)功能城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具備以下主要功能：實時監(jiān)測功能：能夠?qū)崟r采集廣告牌結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、位移、振動、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。數(shù)據(jù)存儲與管理功能：能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理和備份，建立完善的數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢和分析歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析與評估功能：能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析和處理，評估廣告牌結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，預(yù)測結(jié)構(gòu)的剩余壽命，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。預(yù)警與報警功能：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的閾值時，系統(tǒng)能夠自動發(fā)出預(yù)警或報警信號，提醒用戶采取相應(yīng)的措施?？梢暬故竟δ埽耗軌蛞詧D表、曲線、三維模型等形式直觀地展示監(jiān)測數(shù)據(jù)和評估結(jié)果，方便用戶了解廣告牌結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)。遠(yuǎn)程控制與管理功能：用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問監(jiān)測系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢、預(yù)警設(shè)置等操作，實現(xiàn)對廣告牌結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程管理。（三）系統(tǒng)應(yīng)用案例目前，國內(nèi)一些城市已經(jīng)開始嘗試應(yīng)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)對城市高空廣告牌進(jìn)行安全管理。例如，深圳市在2018年啟動了城市戶外廣告設(shè)施安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目，通過在全市范圍內(nèi)的大型戶外廣告牌上安裝傳感器，實時監(jiān)測廣告牌的結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)。該系統(tǒng)能夠?qū)V告牌的應(yīng)變、位移、振動等參數(shù)進(jìn)行實時采集和分析，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值時，系統(tǒng)會自動向相關(guān)管理部門發(fā)送預(yù)警信息，提醒管理人員及時進(jìn)行檢查和維護(hù)。截至2020年底，該系統(tǒng)已覆蓋深圳市大部分重點區(qū)域的戶外廣告牌，有效提高了廣告牌的安全管理水平，減少了安全事故的發(fā)生。四、城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的發(fā)展趨勢隨著科技的不斷進(jìn)步和城市管理水平的不斷提高，城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。未來，城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（一）智能化隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)將更加智能化。通過建立智能的損傷識別模型和剩余壽命預(yù)測模型，系統(tǒng)能夠自動識別廣告牌結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度，預(yù)測結(jié)構(gòu)的剩余壽命，為結(jié)構(gòu)的維護(hù)和管理提供更加準(zhǔn)確、可靠的決策依據(jù)。（二）無線化無線通信技術(shù)的發(fā)展將推動結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)向無線化方向發(fā)展。采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實現(xiàn)對廣告牌結(jié)構(gòu)的無線監(jiān)測，減少布線成本和施工難度，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。特別是5G技術(shù)的普及，將為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)提供更高的傳輸速度和更低的延遲，實現(xiàn)對廣告牌結(jié)構(gòu)的實時、高清監(jiān)測。（三）集成化未來的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)將更加集成化，不僅能夠監(jiān)測廣告牌的結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)，還能夠集成廣告內(nèi)容管理、能耗監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等功能，實現(xiàn)對廣告牌的全方位管理。例如，系統(tǒng)可以實時監(jiān)測廣告牌的能耗情況，優(yōu)化廣告燈箱的照明時間和亮度，降低能源消耗；同時，還可以監(jiān)測廣告牌周邊的環(huán)境質(zhì)量，為城市環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)支持。（四）標(biāo)準(zhǔn)化隨著結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范將不斷完善。未來，將制定統(tǒng)一的城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確監(jiān)測參數(shù)、監(jiān)測方法、評估指標(biāo)等內(nèi)容，規(guī)范監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、施工和運(yùn)行管理，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，促進(jìn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)的推廣和應(yīng)用。五、結(jié)論城市高空廣告牌結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是保障城市公共安全和