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NI LabVIEW軟件助力2008北京奧運會比賽場地建筑健康監(jiān)測

建筑健康監(jiān)測(SHM)系統(tǒng)應用于保障中國標志性建筑的穩(wěn)定與可靠,提高安全性能
2008-08-01
作者:美國國家儀器有限公司

NI 近日宣布,負責國家防震減災的政府機構——中國地震局 (CEA) 選擇了CGM工程公司(NI 合作伙伴)開發(fā)的建筑健康監(jiān)測(SHM)解決方案。該解決方案是基于NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設計平臺及NI CompactRIO可編程自動化控制器開發(fā)的系統(tǒng),旨在幫助工程師們對新近建造的六座超大型建筑進行建筑健康監(jiān)測。這六座標志性建筑包括了2008年北京夏季奧運會的2個主會場——北京國家體育場以及中國國家水上運動中心。


“該工程項目的主要目標是開發(fā)一個尖端的建筑健康監(jiān)測解決方案。通過采用最新計算技術" title="計算技術">計算技術、傳感器以及通信技術來實時監(jiān)測建筑的穩(wěn)定性、可靠性、可居住性等結構健康特性。我們設計的系統(tǒng)能夠采集建筑結構" title="建筑結構">建筑結構的振動信號,檢測任何突發(fā)的結構特性變化,用以改善建筑結構,并有助于在發(fā)生地震、颶風、火災等重大災難時降低生命財產的損失?!?/I>
CGM工程公司副總裁 Chris McDonald先生


CGM 公司設計的9條64通道及2條36通道SHM系統(tǒng)中, 各包含多個
CompactRIO可控制器。它可以直接連接具備測量振動的加速度計" title="加速度計">加速度計以及實時機箱內同步的基于時間的GPS接收器。機箱內,LabVIEW FPGA模塊可以保證每個測試通道的數據與GPS接收器上獲得數據的誤差保持在±10微秒內。LabVIEW實時模塊同時用于編程實現(xiàn)用戶可配置的濾波器來避免不必要噪聲對低頻測量造成的干擾。每個系統(tǒng)都密閉安裝在堅固的NEMA標準機箱盒中,這可以方便設備在濕度高、溫差變化大(-40°C to 70°C)的環(huán)境下進行操作。

SHM系統(tǒng)能夠連續(xù)、實時地對每個區(qū)域進行監(jiān)測,工程師可以在世界任何一地通過安全的因特網連接,遠程接收當地存儲的數據。不僅如此,當有任何意外情況發(fā)生時,工程師都可以采用獨立或多元構架來配置系統(tǒng),發(fā)送郵件通知。

中國地震局在眾多方案中選擇了基于NI技術的系統(tǒng),正是因為NI具有連續(xù)且實時的監(jiān)測、基于時間的GPS同步及在最低成本下實現(xiàn)最高通道數的優(yōu)勢。NI技術還能支持簡單的開箱即用" title="開箱即用">開箱即用的安裝模式及多種I/O" title="I/O">I/O選擇,從而在系統(tǒng)需求更新時能夠快速簡便地完成重新配置。

除北京奧運會比賽場館外,SHM系統(tǒng)也被應用于104層的上海世貿中心大樓、66層的北京柏悅酒店、240米的二灘混凝土拱壩、8,266米長的汕頭斜拉橋以及具有隔震結構的北京中國地震局數據中心。最終,從該研究中所獲得的數據將被用于提高未來樓宇的建筑整體性,減低災難事故中人員的傷亡率。

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