据悉，2021年底以前，我国150米以上高层建筑有2581栋。但这类超高层建筑结构的健康监测，是一道全国地震系统科研单位都想攻克的技术难题，而破解这道技术难题的关键在于解决健康诊断产出数据自动生成难题。

监测目的

保障建筑安全：及时发现楼宇结构在振动作用下的潜在问题，如裂缝、变形等，预防结构损坏和倒塌事故，确保人员生命和财产安全。

提升居住舒适度：通过监测和控制振动，减少不必要的振动干扰，为楼宇内的人员提供更舒适的工作和生活环境。

评估环境影响：了解周边环境因素如交通、施工、机械运行等对楼宇振动的影响，为环境管理和规划提供依据。

监测系统组成

传感器：采用高精度的振动传感器，如加速度传感器、位移传感器等，安装在楼宇的关键部位，如楼顶、楼板、柱子等，实时采集振动数据。例如394A三轴微振动传感器和374A单轴微振动传感器，能够实时监测房屋建筑的振动情况。

394A系列产品是一款低频微振动测量用三轴加速度传感器-森瑟科技

374A-0.5地震传感器 森瑟科技

数据采集与传输设备：将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过有线或无线网络传输到数据处理中心。可采用具有蓝牙模块和2.4G的WiFi模块的单片机进行数据处理和传输。

数据处理与分析软件：对采集到的大量振动数据进行处理、分析和存储，运用专业的算法和模型，如时域分析、频域分析、模态分析等，提取有用的振动特征信息，评估楼宇的振动状态和健康状况。

监测预警平台：建立一个集中的监测预警平台，实时显示楼宇的振动数据和分析结果，当振动超过设定的阈值或出现异常情况时，能够及时发出预警信号，通知相关人员采取相应的措施。

监测内容

振动加速度：测量楼宇在不同方向上的振动加速度，反映振动的强度和剧烈程度，是评估振动危害的重要参数。

振动位移：记录楼宇结构的位移变化，了解其在振动作用下的变形情况，通过在建筑物的重要部位安装位移传感器，如L3001-50.8LVDT位移传感器，实时记录位移数据，评估稳定性。

振动频率：分析振动的频率特性，确定振动的来源和性质，如是环境振动还是结构自身的振动特性，有助于区分正常振动和异常振动。

应力应变：监测楼宇结构在振动过程中的应力应变变化，了解结构的受力情况和损伤程度，实时监测建筑物在承载过程中的应力变化，提示可能存在的安全隐患。

监测方法

长期连续监测：对楼宇进行长期的连续振动监测，获取全面、系统的振动数据，掌握楼宇在不同工况和环境下的振动特性，为结构健康评估和维护提供依据。

短期专项监测：在特定时期或针对特定事件，如施工期间、地震发生后等，进行短期的专项振动监测，以便及时了解楼宇在这些特殊情况下的振动响应和结构状态。

移动监测：利用便携式振动监测设备，对楼宇的某些特定区域或部位进行移动监测，补充固定监测点的数据，提高监测的全面性和灵活性。

数据处理与分析

数据预处理：对采集到的原始数据进行滤波、去噪、校准等预处理操作，提高数据的质量和可靠性。

特征提取与分析：提取振动数据中的关键特征，如峰值、均方根值、频谱特性等，运用统计分析、信号处理等方法，对特征进行分析和解读，评估楼宇的振动状态。

健康评估与诊断：根据振动数据和分析结果，结合楼宇的结构模型和历史数据，运用机器学习、人工智能等技术，对楼宇的健康状况进行评估和诊断，判断是否存在结构损伤、缺陷等问题，并预测其发展趋势。

异常检测与预警：设定合理的振动阈值和预警规则，当监测到的振动数据超出正常范围或出现异常变化时，及时发出预警信号，并通过短信、邮件、APP推送等方式通知相关人员，以便采取相应的应急措施。

应用案例

地震预警：振动传感器可以感测地震等自然灾害的振动，及时切断燃气或电源，防止二次灾害发生。

结构健康监测：长期监测建筑物的振动情况，评估建筑物的健康状况，及时发现并解决潜在问题。

环境影响评估：调查房屋周边的环境因素，评估它们对房屋震动的影响，预测未来可能对房屋产生的影响。

方案优势

全面性：能够对楼宇的振动进行全面、多维度的监测，涵盖振动加速度、位移、频率、应力应变等多个参数，为评估楼宇的振动状态提供丰富的数据支持。

实时性：通过的数据采集和传输技术，实现对楼宇振动的实时监测和快速响应，及时发现振动异常情况，确保能够在时间采取措施。

准确性：采用高精度的传感器和专业的数据处理分析软件，能够准确地获取和分析振动数据，提高监测结果的可靠性和准确性。

智能化：借助智能算法和模型，实现对振动数据的自动分析、健康评估和异常预警，提高监测效率和管理水平，减少人工干预。

灵活性：监测系统可以根据不同的楼宇结构和监测需求，灵活配置传感器的数量、位置和监测参数，具有较强的适应性和可扩展性。