结构云监测与数据采集平台

一、案例简介

案例名称：结构云监测与数据采集平台

案例描述：采用物联网和云计算技术，搭建结构云监测与数据采集平台，实现对桥梁、隧道、边坡等结构物施工期和运营期监测传感器和采集设备的统一管理、数据集中采集与管控、基础监测功能、对接各种监测应用系统，实现现场数据统一平台、稳定采集。

案例类别：数字化创新典型案例

二、案例背景

在桥梁、隧道、边坡等结构物施工过程和运营期，存在着大量自动化监测场景需求，都是通过各种类型传感器感知结构、设备的运营状态，保障结构的安全。其中涉及传感器、采集设备、数据采集与分析软件和后期运维多个环节，有大量中小企业分别提供不同的技术服务，涉及大量企业间相互协作效率低下或者软硬件不兼容的问题，从而导致不能为项目提供更加完整和优质的服务。结构云监测与数据采集平台面向大量中小企业这个痛点，基于多年服务桥梁、隧道、边坡等结构物自动化监测的工程背景，梳理各种应用场景需求、兼容120多种硬件设备、基于云计算技术和服务模式，打造的云监测平台，可以面向此领域的中小企业提供不同层次的结构云监测服务。

三、案例介绍

• 平台概述

结构云监测与数据采集平台整合了前端的数据采集和多种传感器、采集设备通讯协议；通过无线互联网实现全覆盖远程数传，使得远程数据采集实施过程极大简化，数据采集与传输更稳定；通过云监测平台给用户提供一站式的远程数据采集、实时监测和数据分析等服务；为实现无人值守的远程数据采集提供接入便利、节省接入投资的解决方案，非常适用于大规模交通基础设施安全监测，并能推广到桥梁、水利、建筑、农业等领域的远程数据采集传输与实时监测分析。

结构云监测与数据采集平台架构，结构云监测与数据采集平台解决了传统监测模式下的一些弊端，为大量结构监测领域中小企业提供了高性价比的监测平台与服务，在交通基础设施安全监测领域具有重大的研究意义：

1. 在一定程度上解决了传统结构监测领域因现场设备、网络异构性，所带来的统一数据采集管理、系统整合的问题，使管理者无需关心深层次的技术问题，即可享受云端服务；

2. 实现了监测设备的可插拔式操作，使安全监测数据采集作业更具灵活性；

3. 能够按需对外高性能的采集与计算服务，解决了传统系统中对数据量突变等情况难以应变的问题，提高了系统的吞吐量；

4. 能够做到真正的跨终端，随时随地数据查看，为管理者进行结构安全监测提供了极大便利；

5. 可以衔接结构监测领域硬件、软件和技术服务各种中小企业，为其提供一站式的远程数据采集、实时监测和数据分析等服务。

   
   

• 平台特点

1. 自主研发的智能物联网采集盒子，从传统DTU采集模式转换成智能采集模式，具备大容量存储、前端数据分析等特点，简化监测现场安装调试作业和采集过程，可以无缝对接市面上绝大部分传感器，如有新型传感器接入，只需要进行简单开发即可；

2. 实现统一采集，所有传感器均通过标准协议，同一平台进行统一采集；快速接入，简单三步操作，完成监测设备的接入，并开始采集解算；二维码互联，扫描进行设备采集调试和监测数据查询，对设备进行现场管理；

3. 云监测平台的开放性，作为监测基础平台性产品，可以开放对接各种专业应用系统，包括健康监测系统、智慧工地系统、智慧桥梁系统等。
   
   

• 主要功能

云监测平台统计：接入结构物、监测点、数据量等指标统计；

监测配置：结构物配置、监测站配置、监测点配置，三步实现监测数据接入；

结构监测：实时监测，列表和图形化展示监测数据；我的收藏，重点关注测点一键查看；手工录入，人工测量数据信息化管理；对比分析，多维度、不同深度数据趋势分析；个性化数据分析，面向不同监测需求专业定制个性化功能；数据查询，所有测点分组、分监测类型集中查询最新监测数据；即时采集，即时掌握现场采集情况，现场诊断数据。

报警管理：灵活、个性化的报警设置，短信、邮件报警实时掌控；包括报警阈值设置、报警规则设置、报警对象设置和报警处理。

报告报表：通用监测报告、个性化定制监测报告自动生成；包括个性化监测报告生成配置和监测报告自动生成与下载。

系统自诊断：设备在线诊断、数据采集诊断、数据量缺失诊断。

设备管理：设备二维码管理，二维码实现快速互联，可以快速将云模块接入云平台，并方便的在手机上查看数据，实现即装即用，由于不需要电器方面的知识，结构工程师也可以在现场实现快速调试。

系统管理：监测项目管理，已完成对所有桥型、隧道、基础等不同结构类型共242种监测项目参数管理；传感器类型管理，完成对131种传感器类型参数管理；设备解算方式管理，完成对131种不同传感采集设备通讯协议、解算方式的管理；用户数据权限管理，不同用户管理不同的结构，数据逻辑与物理隔离，保障数据安全。

云监测APP：监测结构物集中管理、结构物监测接入配置、APP端在线查看监测数据曲线和列表，在线进行数据趋势分析，APP端在线查看和处置报警，在线即时采集，诊断数据情况，扫描二维码查询设备信息，进行数据采集。

• 企业简介

楚云端信息科技依托有着丰富实际工程经验和强有力的研发团队，专注实现物联网、云计算和智能监测领域的优秀解决方案。

经营范围：监测设备的研发；计算机系统集成；计算机软硬件发开、销售及技术咨询。

主要产品集中在以下几个方面：多功能有线/无线采集、传输系统设备提供及成套解决方案；云监测终端、云监测数据中心建设咨询及技术服务；基于云计算的综合监测管理系统。

目标行业：以智能交通为主要目标行业，针对公路、铁路、地铁、水利、矿山、桥梁、隧道等基础设施及智能化建筑、农业设施的安全监测；为其他重要部门及设施的安全防护与安全监测提供云监测服务。

• 产品和解决方案的应用类别

为结构监测领域中小企业提供统一的结构云监测与数据采集平台，涉及整体解决方案提供、物联网智能盒子和软件平台及后续的运维服务。

• 应用场景

结构云监测与数据采集平台适用桥梁、隧道、边坡等结构物施工和运营过程各种监控环节、特殊施工结构和设备的监控、与其他厂家设备对接采集数据、大型桥梁、大型立交和智慧桥梁的健康监测系统。

1. 交通基础设施监测的接入：采用云监测终端接入交通基础设施监测现场的传感器，运行在服务器端的数据采集软件实现对传感器数据的解算和存储管理，可以进行监测站配置、监测点配置、监测数据的实时查看和用户管理等功能。数据采集的方式有主动发送采集指令接收数据、被动接收数据、直连数据库三种方式，目前兼容各种电压电流信号输出、振弦式信号输出多种传感器，并且可以通过插件的形式快速增加对新传感器数据解算的接入。

   
   

2. 云监测终端设备监控管理：通过监听终端设备是否在线、发送诊断指令的方式，可以监控现场的终端设备状态；同时可以远程发送指令，对终端设备进行控制，包括修改数据传输参数、传感器采样频率、数据归零等功能；

   
   

3. 交通基础设施监测服务：通过WEB平台和APP应用的方式提供交通基础设施监测云服务，针对用户实际需求开放不同的模块。

目前平台已在郑万线郑阜高铁的郑州南站施工监控、武汉蔡甸汉江大桥长期监测、武汉智慧公厕监测、重庆丰都至石柱高速公路方斗山隧道长期监测等项目中得到应用。实际应用证明，采用监测云服务平台，极大简化了监测现场的工作，辅助领域内不同中小企业快速稳定获取监控现场数据，提高工作效率，降低监测成本。

四、典型经验提炼

（一）具体措施和成效

结构云监测与数据采集平台在结构监测领域具有重大的研究意义：

1. 在一定程度上解决了传统结构监测领域因现场设备、网络异构性，所带来的统一数据采集管理、系统整合的问题，使管理者无需关心深层次的技术问题，即可享受云端服务；

2. 实现了监测设备的可插拔式操作，使安全监测数据采集作业更具灵活性；

3. 能够按需对外高性能的采集与计算服务，解决了传统系统中对数据量突变等情况难以应变的问题，提高了系统的吞吐量；

4. 能够做到真正的跨终端，随时随地数据查看，为管理者进行结构安全监测提供了极大便利；

5. 可以衔接结构监测领域硬件、软件和技术服务各种中小企业，为其提供一站式的远程数据采集、实时监测和数据分析等服务。

   
   

（二）借鉴意义

结构云监测与数据采集平台整合了前端的数据采集；通过无线互联网实现全覆盖远程数传，使得远程数据采集实施过程极大简化，数据采集与传输更稳定；通过云监测平台给用户提供一站式的远程数据采集、实时监测和数据分析等服务；为实现无人值守的远程数据采集提供接入便利、节省接入投资的解决方案，非常适用于大规模交通基础设施安全监测，并能推广到桥梁、水利、建筑、农业等领域的远程数据采集传输与实时监测分析。