本發(fā)明涉及大壩安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大壩需要承受的荷載多種多樣，例如水壓力、溫度荷載、周圍巖體的巖體內(nèi)力，還要承受極端荷載，諸如地震、特大洪水、干旱等不利荷載，大壩建成后，需要服役幾十年甚至上百年，結(jié)構(gòu)的老化，混凝土的老化、腐蝕等均會(huì)對(duì)大壩產(chǎn)生不利的影響。

若混凝土大壩出現(xiàn)裂縫等破壞形式，極易發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，進(jìn)而使該部位的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，最終可能使整個(gè)結(jié)構(gòu)毀壞。眾所周知，較大的損傷往往都是由于微小損傷的積累而逐漸形成的，因此，我們需要在混凝土大壩未出現(xiàn)大面積的損傷或者損傷情況很小時(shí)，及時(shí)地對(duì)大壩的健康狀況進(jìn)行反饋，對(duì)大壩的現(xiàn)狀提出合理化意見，防患于未然。

由于一般的損傷位置均布置了測(cè)縫計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器來(lái)對(duì)大壩可能的裂縫損傷進(jìn)行測(cè)量，但是測(cè)縫計(jì)的布置形式不全面，往往是在大壩的伸縮縫和周邊縫進(jìn)行布置。布置樣式比較固定，考慮在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)測(cè)儀器不可能完全覆蓋到大壩的各個(gè)部位，所以在未能監(jiān)測(cè)的地方出現(xiàn)損傷，往往不易察覺，即使察覺了也不易測(cè)量，就更不容易對(duì)其損傷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服當(dāng)前對(duì)大壩安全損傷監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足,提出了一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

依托計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)壓電智能傳感器合理布置進(jìn)行信息采集，信息采集裝置采集壩體各個(gè)部位的監(jiān)測(cè)信息，然后將采集信號(hào)預(yù)處理，預(yù)處理之后的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)所接收到的信息對(duì)大壩的損傷狀況進(jìn)行量化，得出損傷系數(shù)。然后大壩監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)根據(jù)上一步分析的數(shù)據(jù)和大壩的二維三維空間數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)以及可視化系統(tǒng)對(duì)大壩的狀況進(jìn)行評(píng)判，并將大壩的損傷狀況和大壩整個(gè)的結(jié)構(gòu)狀況顯示在屏幕上。若出現(xiàn)安全隱患點(diǎn)，在屏幕上用紅色的原點(diǎn)閃爍來(lái)標(biāo)出，提醒工作人員對(duì)此處進(jìn)行排查、維修以及其他處理措施；若出現(xiàn)緊急情況，利用系統(tǒng)設(shè)定的聲光報(bào)警器對(duì)大壩以及周圍庫(kù)區(qū)的居民及時(shí)進(jìn)行通知，方便人員撤離。

其具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括壓電智能傳感器系統(tǒng)、信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)、a/d轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)、聲光報(bào)警裝置、決策系統(tǒng)；

所述壓電智能傳感器系統(tǒng)包括壓電智能骨料傳感器和壓電加速度傳感器，對(duì)大壩安全進(jìn)行主動(dòng)和被動(dòng)監(jiān)測(cè)，所述壓電智能骨料傳感器以等邊三角形方式布置，三角形的邊長(zhǎng)小于等于所述壓電智能骨料傳感器的有效通訊距離；所述壓電加速度傳感器布置在壩體加速度較大的位置；

所述數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)是由大壩的圖形數(shù)據(jù)和大壩的二維、三維的空間數(shù)據(jù)以及所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析出的損傷結(jié)果數(shù)據(jù)整合到一起在屏幕中顯示出損傷的位置，為損傷監(jiān)測(cè)評(píng)估提供依據(jù)。

所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)淖畲笏俣瓤蛇_(dá)100mb/s。

所述數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分類處理，一方面將數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)，另一方面將數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行分析。

所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)處理接收到的原始信號(hào)數(shù)據(jù)，利用分析方法對(duì)大壩的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，并計(jì)算得出大壩各部位的損傷指數(shù)，所述分析方法包括傅里葉分析、小波分析。

所述監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)相連，其可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析出的各部位的損傷指數(shù)，以及數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的損傷顯示，對(duì)各個(gè)部位以及大壩的整體進(jìn)行損傷現(xiàn)狀判斷。

所述聲光報(bào)警裝置與監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)相連。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明的壓電智能傳感器的體積小，重量輕，在安裝埋設(shè)時(shí)，對(duì)大壩整體結(jié)構(gòu)造成的影響??；同時(shí)，壓電智能傳感器對(duì)于識(shí)別結(jié)構(gòu)微小和初步損傷的研究有著重要的意義，可以監(jiān)測(cè)到結(jié)構(gòu)的微小損傷，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷，將結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)現(xiàn)盡早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，防患于未然；

（2）本發(fā)明將壓電智能骨料傳感器采用等邊三角形布置，這樣就保證了相鄰兩個(gè)壓電智能傳感器之間的距離相同，保證了系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，同時(shí)也便于對(duì)損傷進(jìn)行定位；同時(shí)，壓電智能骨料傳感器的響應(yīng)速度快，可監(jiān)測(cè)的頻域廣等優(yōu)點(diǎn)，便于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析；

（3）本發(fā)明可將整個(gè)大壩的損傷現(xiàn)狀通過(guò)數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的可視化界面，實(shí)時(shí)將大壩的損傷狀況顯示在屏幕上，并可調(diào)用任意時(shí)間段、任意局部的圖像，更加直觀地對(duì)損傷進(jìn)行定位，從而更加方便工作人員對(duì)大壩的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行評(píng)估，提高了效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的壓電智能傳感器在大壩結(jié)構(gòu)中的布置示意圖；

圖3是本發(fā)明的利用壓電波動(dòng)法的主動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作流程圖；

圖4是本發(fā)明的利用壓電波動(dòng)法的被動(dòng)監(jiān)測(cè)工作流程結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的壓電智能傳感器工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

圖1是本發(fā)明一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理示意圖，其包括壓電智能傳感器系統(tǒng)、信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)、a/d轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)、決策系統(tǒng)。

壓電智能傳感器系統(tǒng)包括壓電智能骨料傳感器和壓電加速度傳感器，整個(gè)大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要數(shù)個(gè)壓電智能骨料傳感器和壓電加速度傳感器，壓電智能骨料傳感器均埋設(shè)在大壩的壩體位置，以等邊三角形方式布置，三角形的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度即相鄰壓電智能骨料傳感器之間的距離≤壓電智能骨料傳感器的有效通訊距離r，以保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如圖2所示。壓電加速度傳感器布置在壩體加速度較大的位置。

信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)的信號(hào)采集線采用銅芯屏蔽導(dǎo)線，其對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、放大、濾波等處理方法，使采集數(shù)據(jù)的信噪比增大，然后將預(yù)處理之后的信號(hào)再進(jìn)行相應(yīng)的a/d轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于以后的處理分析。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)淖畲笏俣瓤蛇_(dá)100mb/s，可將大量的數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸，便于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析。

數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)是將傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分類傳送，一是需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)將采集到的信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，按照各個(gè)模塊號(hào)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，保留時(shí)間日期，測(cè)點(diǎn)的編號(hào)等信息，便于后續(xù)分析的調(diào)用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集裝置相連，并可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可導(dǎo)出的數(shù)據(jù)格式有xls、xlsx、csv以及txt格式；二是將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)的核心裝置，其將數(shù)據(jù)采集裝置采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析，利用傅里葉變換、小波分析等數(shù)學(xué)工具對(duì)大壩的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，得出大壩的頻域和時(shí)域的信號(hào)，并利用這些數(shù)據(jù)信息建立結(jié)構(gòu)的損傷指標(biāo)信息，建立損傷指數(shù)從而對(duì)大壩的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行全面的了解掌握。

數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示大壩的整體狀況，其由大壩的圖形數(shù)據(jù)和大壩的二維、三維的空間數(shù)據(jù)結(jié)合而顯示出的。若某個(gè)部位出現(xiàn)損傷，可以在屏幕上聚焦到這一部位，對(duì)這一部位進(jìn)行仔細(xì)觀察，重點(diǎn)研究。此外還可以將大壩監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在屏幕上顯示出來(lái)，同樣也可以調(diào)出任意時(shí)間段的過(guò)程曲線圖，從過(guò)程線圖來(lái)發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。若需要用到這些過(guò)程線圖可以進(jìn)行導(dǎo)出。導(dǎo)出成任意格式，jpg、bmp、png等圖像格式。

監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)相連，其利用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)得出來(lái)的損傷指標(biāo)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的損傷顯示對(duì)大壩的損傷狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照損傷指標(biāo)的隸屬度來(lái)進(jìn)行評(píng)判，監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)共建立五種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分為無(wú)損傷、細(xì)小損傷、輕微損傷、較大損傷、大面積損傷。每種標(biāo)準(zhǔn)都設(shè)定相應(yīng)的閾值，按照隸屬度確定相應(yīng)的損傷標(biāo)準(zhǔn)。若評(píng)判結(jié)果為無(wú)損傷，則在屏幕上顯示無(wú)損傷字樣，若評(píng)判結(jié)果為細(xì)小損傷或者輕微損傷，則在屏幕上顯示細(xì)小損傷或者輕微損傷字樣，并對(duì)損傷部位進(jìn)行紅色閃爍，提醒工作人員對(duì)損傷部位進(jìn)行相應(yīng)處理；若評(píng)判結(jié)果為較大損傷或者大面積損傷，則在屏幕上顯示較大損傷或者大面積損傷字樣，并對(duì)損傷位置閃爍提醒，同時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，提醒全體人員注意戒備。

聲光報(bào)警裝置與監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)相連，若出現(xiàn)較大的異常情況，警報(bào)會(huì)響起，同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音提示，并將異常情況及時(shí)傳送到大壩決策管理部門，決策管理部門包括專家部門、管理部門和決策部門，其根據(jù)評(píng)估的結(jié)果可命令相關(guān)部門啟動(dòng)預(yù)案，實(shí)行相應(yīng)的處理措施，及時(shí)處理險(xiǎn)情，例如補(bǔ)強(qiáng)加固、維修大壩、指揮搶險(xiǎn)等。

本發(fā)明一種基于壓電智能傳感器的大壩安全損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程如下：壓電智能傳感器利用正逆壓電效應(yīng)來(lái)監(jiān)測(cè)大壩結(jié)構(gòu)的健康損傷信息，然后將這些信息通過(guò)預(yù)處理例如去噪、放大等，將這些信息再進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并建立監(jiān)測(cè)信號(hào)的損傷指數(shù)，并將損傷指標(biāo)傳送到監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)是整合了大壩損傷分析的數(shù)據(jù)和大壩的二維、三維空間數(shù)據(jù)以及大壩的圖形數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)大壩的結(jié)構(gòu)的損傷狀況進(jìn)行整體和局部展示。便于監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)對(duì)大壩的損傷狀況進(jìn)行評(píng)估，監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)共建立五種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分為無(wú)損傷、細(xì)小損傷、輕微損傷、較大損傷、大面積損傷。每種標(biāo)準(zhǔn)都設(shè)定相應(yīng)的閾值，按照隸屬度確定相應(yīng)的損傷標(biāo)準(zhǔn)。若評(píng)判結(jié)果為無(wú)損傷，則在屏幕上顯示無(wú)損傷字樣，若評(píng)判結(jié)果為細(xì)小損傷或者輕微損傷，則在屏幕上顯示細(xì)小損傷或者輕微損傷字樣，并對(duì)損傷部位進(jìn)行紅色閃爍，提醒工作人員對(duì)損傷部位進(jìn)行相應(yīng)處理；若評(píng)判結(jié)果為較大損傷或者大面積損傷，則在屏幕上顯示較大損傷或者大面積損傷字樣，并對(duì)損傷位置閃爍提醒，同時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，提醒全體人員注意戒備。

實(shí)施方式1：利用壓電波動(dòng)法的主動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別損傷，如圖3所示。在主動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，一個(gè)壓電智能傳感器發(fā)射振動(dòng)信號(hào)，周圍與之相鄰的壓電智能傳感器接收信號(hào)，可以獲得信號(hào)的波動(dòng)變化，進(jìn)而可以分析出損傷信息。

主動(dòng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施步驟如下：

首先進(jìn)行系統(tǒng)自檢，若系統(tǒng)沒有出現(xiàn)提示錯(cuò)誤，可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)。先要確定進(jìn)行檢測(cè)的部位，也可對(duì)大壩進(jìn)行整體檢測(cè)，確定好檢測(cè)部位之后，再結(jié)合壓電智能傳感器的布置形式確定一個(gè)壓電智能傳感器連接波形發(fā)射器作為驅(qū)動(dòng)器，其余位置的壓電智能傳感器作為信號(hào)接收器接收信號(hào)，如圖5所示。

利用波形發(fā)射器對(duì)其中要監(jiān)測(cè)的區(qū)域的壓電智能驅(qū)動(dòng)器發(fā)射正弦波或其他形式的波形，附近位置的壓電智能傳感器接收信號(hào)，然后對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的降噪、濾波、放大等處理，然后經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)字信號(hào)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸，將數(shù)字信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)，另一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)分類存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，如監(jiān)測(cè)的時(shí)間、監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)的位置、模塊號(hào)、儀器的類型、儀器編號(hào)等。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)的核心，將傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析，利用傅里葉變換、小波分析等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行時(shí)頻兩域的分析，分析出損傷信息并建立損傷指數(shù)。損傷指數(shù)定義為初始健康狀態(tài)下信號(hào)的幅值減去當(dāng)前狀態(tài)下的信號(hào)的幅值。

數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)是通過(guò)大壩的圖形數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和損傷分析數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)大壩損傷的可視化，將損傷位置在可視化裝置中突出顯示出來(lái)，便于工作人員進(jìn)行分析。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)損傷的評(píng)估，一共五種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分為無(wú)損傷、細(xì)小損傷、輕微損傷、較大損傷、大面積損傷。當(dāng)出現(xiàn)細(xì)小損傷和輕微損傷時(shí)，會(huì)在可視化系統(tǒng)中提醒工作人員注意，建議對(duì)損傷部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，防止出現(xiàn)更大的損傷；當(dāng)出現(xiàn)較大損傷和大面積損傷時(shí)，聲光報(bào)警裝置會(huì)啟動(dòng)，并語(yǔ)音提示損傷出現(xiàn)的部位，提醒工作人員及時(shí)放水、撤離或者采取其他處理措施。

實(shí)施方式2：利用壓電波動(dòng)法的被動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別損傷，如圖4所示。在被動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，環(huán)境激勵(lì)例如車輛及風(fēng)浪激勵(lì)、地震激勵(lì)、泄流激勵(lì)以及機(jī)組振動(dòng)激勵(lì)等產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)壓電智能骨料傳感器接收這些激勵(lì)信息，再將這些信息傳遞到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行分析得出結(jié)構(gòu)的損傷信息。

被動(dòng)監(jiān)測(cè)是大壩損傷監(jiān)測(cè)的重要補(bǔ)充手段，因?yàn)樵谕饨绛h(huán)境激勵(lì)下，激勵(lì)的形式多種多樣，而且大多具有不可重復(fù)性，例如風(fēng)浪荷載、地震荷載，及時(shí)地對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行捕捉，對(duì)其進(jìn)行研究，可以對(duì)大壩的結(jié)構(gòu)安全防范提供有價(jià)值的資料；其他的外界激勵(lì)例如大壩的泄流激勵(lì)和機(jī)組的振動(dòng)激勵(lì)，這兩種激勵(lì)可以人為地控制，從而方便進(jìn)行研究。

被動(dòng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施步驟如下：

首先進(jìn)行系統(tǒng)自檢，若系統(tǒng)沒有出現(xiàn)提示錯(cuò)誤，可以進(jìn)行被動(dòng)信號(hào)的采集，信號(hào)采集系統(tǒng)先對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的降噪、濾波、放大等處理，然后經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)字信號(hào)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸，將數(shù)字信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)，另一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)分類存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，如監(jiān)測(cè)的時(shí)間、監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)的位置、模塊號(hào)、儀器的類型、儀器編號(hào)等。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)的核心，將傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析，利用傅里葉變換、小波分析等數(shù)學(xué)工具進(jìn)行時(shí)頻兩域的分析，分析出損傷信息，建立損傷指數(shù)。損傷指數(shù)定義為初始健康狀態(tài)下信號(hào)的幅值減去當(dāng)前狀態(tài)下的信號(hào)的幅值。

通過(guò)大壩的圖形數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和損傷分析數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)大壩損傷的可視化，將損傷位置在數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)中顯示出來(lái)，便于工作人員進(jìn)行分析。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)損傷的評(píng)估，一共五種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分為無(wú)損傷、細(xì)小損傷、輕微損傷、較大損傷、大面積損傷。當(dāng)出現(xiàn)細(xì)小損傷和輕微損傷時(shí)，會(huì)在可視化系統(tǒng)中提醒工作人員注意，建議對(duì)損傷部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，防止出現(xiàn)更大的損傷；當(dāng)出現(xiàn)較大損傷和大面積損傷時(shí)，聲光報(bào)警裝置會(huì)啟動(dòng)，并語(yǔ)音提示損傷出現(xiàn)的部位，提醒工作人員及時(shí)放水、撤離或者采取其他處理措施。

本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。