杨春辉英文文献翻译

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1、毕业设计任务书题 目:毕业设计英文文献翻译 学 院: 土木工程学院 专 业: 土木工程 (桥梁工程) 姓 名: 杨 春 辉 学 号: 10300629 指导教师: 郑世钧、洪光 关于无线技术对民用基础设施战略性监测：伊斯坦布尔土耳其苏丹穆罕默德法提赫悬索桥环境振动试验M. PicozziC. MilkereitC.佐勒菲卡尔K弗莱明 R. DitommasoM. ErdikJ. ZschauJ.菲舍尔 E.Safak 的O。OZEL N. Apaydin收稿日期：2008 年 12 月 12 日/ 接受日期：2009 年 5 月 22 日在线/发布时间：2009 年 6 月12 日 施普林格科

2、学+商业媒体 B.V.的 2009摘要：在遥测技术快速改进和通信成本普遍下降的情况下，人们对低成本的无线传感单元的兴趣越来越大。无线传感单元正在变得更有价值，从而替代传统有线监测系统。这是专门用于结构监测的，配合使用无线传感单元相关的主要优势包括大幅减少了安装成本，数据分析的分散化，以及扩大功能能力。在相同的时间和地点，通过开发利用不同传感器的可能性，在这项工作中，一个低成本的无线传感单元既能收集，分析，存储和传输的数据，又能估计参数的设计呈现。这些低成本的无线仪器组成的网络监测具有振动特性和战略动态性能的适用性。民用基础设施的苏丹穆罕默德法提赫桥在土耳其伊斯坦布尔一个环境振动录制现场测试过程

3、中进行验证。M. Picozzi（B） C。MilkereitJ. Zschau 亥姆霍兹中心波茨坦 GFZ 德国地球科学研究中心，波茨坦，德国 电子邮件：picozgfz-potsdam.deC.佐勒菲卡尔M. ErdikE.Safak 的 Kandilli 天文台与地震研究所，地震工程处，博阿齐奇 大学，伊斯坦布尔，土耳其K.弗莱明 空间科学技术，珀斯，西澳大利亚，澳大利亚科廷大学部R. Ditommaso 系结构，岩土工程，应用地质学，巴西利卡塔大学，意大利J.菲舍尔 信息学，洪堡大学（HU） ，柏林，德国系O. OZEL 国际单位工程学院，地球物理工程系，伊斯坦布尔，土耳其N. Apa

4、ydin 公路 17 处，伊斯坦布尔，土耳其总局关键词：环境振动结构监控无线监控系统 吊桥土耳其伊斯坦布尔1 简介民用基础设施以战略性的监控来确保其结构完整性的这个任务具有重大意义，尤其是在地震多发地区。事实上，地震后，仅通过实时结构健康状态监测系统也能够获得所需的快速状态评估，损伤和结构劣化检测结构中的关键数据（Safak 和赫德纳特 2006 年）然而，传统的有线系统有比较昂贵的主要缺点，安装耗时，并仅限于在数据收集和分析，主临界点集中的数据服务器可以成为整个系统的故障。相反于有线系统，Straser 和 Kiremidjian（1996，1998）首先探讨了无线通信技术的应用结构监测，结

5、果显示，无线监控系统是可行的，可靠的和具有成本效益的。这些开创性工作，其他一些研究已经处理了这类系统的发展，同时也得到利用，并持续快速改善无线技术。 （例如，林奇 2002 年，林奇等人，2003;格罗斯等人，2004; 。Kruger 等，2005） 。进一步的开创 由林奇等人发明。 （2003）他们为了实现功率的最佳用法，介绍了通过代替无线发送完整的时间历史记录到中央数据服务器的嵌入式工程算法在本地进行数据的实时处理的想法。原型结构无线检测系统已经已经验证通过桥梁和其他结构进行的测试（例如，林奇等人，2006;。王等人，2006;。Loh 等人，2007） ，结果发现他们是一个极具成本竞争

6、力，完全独立且非常可靠的替代传统的有线系统。在这项研究中，我们提出一个新的低成本的无线传感单元（WSU） ，旨在形成密集的无线网状网络。这些创新工具能够自动重新安排他们的通信方案，并允许数据的分析和存储被分散的能力。这种仪器的开发工作，以及需要获得一个无线网状网络的组织和路由协议，涉及显著的技术努力，这是正在欧洲早期开展地震的框架内预警工作（二零零六年更安全，http:/ EDI报文系统 2007 年，http:/www.cedim.de/EDIM.php） ，由 theHelmholtz 中心 PotsdamGFZ 德国地球科学研究中心 forGeosciences（GFZ，http:/ww

7、w.gfz-potsdam.de） ，和信息部，柏林洪堡大学（胡，http:/www.informatik.hu-berlin.de） ，德国。这些从使用低成本的组件所产生的传感器敏感度降低，通过部署高密度的自组织网络进行实时数据采集和分析的可能性补偿。这种特点使 WSU 产生极大兴趣并用于战略民用基础设施的监控。在这项工作中的第一部分，我们描述了组成各个 WSU 的硬件，我们通过该软件介绍了路由协议和数据归档的主要特点，其次是描述在土耳其伊斯坦布尔执行的一个环境振动现场试验。从显著风险地震来看，伊斯坦布尔是一个特大城市（人口约 1400 万） ，从位于其最近点的北安纳托利亚断层，沿途不断有一

8、些大地震，在过去的一个世纪只有几公里，最近 1999年伊兹米特（8 月 17 日，MW =7.4）和 1999 年 uzce（11 月 12 日 MW =7.2）地震（Milkereit 等，2000;。提比等，2001;. Erdik 等 2003 年） 。根据这些原因，再加上地震预警网络的发展做出了低成本 WSUS，我们认为使用这些工具进行战略性民用基础设施的结构监控的可能性，是值得探讨的。因此，在这项工作中的第二部分，我们将与 Kandilli 天文台和地震研究所（KOERI）合作，描述一个环境振动试验的结果。开展了对苏丹穆罕默德法提赫吊桥在伊斯坦布尔，第二重力锚式悬索吊桥横跨博斯普鲁斯

9、海峡。悬索桥往往是主要交通运输系统的关键节点，因此在强烈地震和紧急活动中，他们的破坏是悬索桥大幅中断潜在的（Erdik 和 2005 年 Apaydin）的主要威胁。因此，桥的设计参数振动特性和动态性能监控系统表明：他们是评估风和地震安全的重要工具。然而，悬索桥的规模和非常低的振动频率不能够满足用于其它桥梁和高架桥的受迫振动技术（如谐波励磁或冲击载荷） 。相反，动用评估这种大规模结构的动态特性的最好方法之一就是对环境激励，如风力和交通结构响应的测量。造成这种激励结构振动称为环境振动“。以前的作品（例如，彼得罗夫斯基等人 1974;。Tezcan 等人，1975;。阿卜杜勒 - 加法尔和 Hou

10、sner1978; Brownjohn 等人，1987; Erdik 和 Uckan1988）表明，吊桥由环境振动记录全面动态测试为代表的自由振动特性（例如，振动模态，频率和相关的阻尼比） ，分析和有限元模型的校准和变化，这些振动特性的检测评估方法是可靠的。类似的环境振动试验，对苏丹穆罕默德法提赫桥进行（。Apaydin 和 2001 年 Erdik，2002 Apaydin;卡亚和2004 年 Harmandar，如 Brownjohn 等 1990，1992 Erdik 和 2005 年 Apaydin） ，特别Brownjohn 等（。1992）所述，这样做与 Dumanoglu 等人（

11、1992）理论结果的直接比较，例如数学建模实验证实的重要性，事实上，这些作者说明了，模式振动在低于 1 赫兹的频率范围内，理论研究是能够正确预测的，而且在观察增加频率时越来越发散。多亏了开发系统的通用性，采用 24WSUs 的网络，它已经可以在苏丹穆罕默德法提赫悬索桥不同的结构元素进行环境振动的当代录音（也就是说，在具有两个沿着两侧的底板上的四个塔的顶部，并在桥中间的两个竖直线的基座安装的工具） 。然后，该数据集收集的分析结果表明，此 WSUs 提供了关于桥健壮的主模态属性和可靠的估算，而后者是在 Brownjohn 等人（1992 ）和 Erdik 以及 Apaydin（2005）的协议中显

12、示的结果。2 原型传感节点：硬件，实时处理和通信2.1 硬件WSU 由三个主要部分组成：传感器，数字化电路板，以及无线路由器应用平台（WRAP板） 。所有组件都买现成的架子，除数字化板的模拟数字转换器（ADC） ，已在 GFZ 发展，使得它们比标准地震仪便宜得多（每单位约 600,00 欧元） 。数字（1）条规定的 WSU 的主要部件的图，在表 1 中列出了一些技术细节。 .掺入到 WSU 的传感器包括布置成加速度计，提供三种成分的数据，和一个额外的传感器来测量环境的一些参数，如风速仪，湿度，应变计，温度等的加速度计是基于MEMS（微机电系统） ，原本设计用作控制器，用于气囊安全装置，但也被成

13、功纳入各种地震网络（例如，2003 荷兰） ，以及现场采集的勘探部门（荣誉等，2008 ） 。在 WSU 使用的单位在+/-1.7 克的测量范围内，为 25Hz 的带宽和 0.5 毫克的噪声电平。数字化仪董事会由四个 ADC，一个 GPS 单元，提供时间和地理坐标，以及一个 USB 接口（图 1b） 。该 ADC 具有 24 位（有效 19 位）的分辨率，每秒（SPS）50 和 400 之间的样本抽样变量，虽然目前 100 SPS 正在使用。USB 芯片组合从 ADC 单元和 GPS 装置的读数，并把它们发送的两个数据流（一个用于传感器的数据，一个用于 GPS）给 WRAP 板。图 1 原型无

14、线传感单元（WSU ）：一个完整的单元和 b 的内部视图。一个 WSU 的建筑彗星示意图。其各个部件的技术细节都列在表 1 中表 1 技术的各种部件组成的无线感测单元的规格加速度计 （ MEMS 芯片 ADXL203 ）25Hz 的带宽 （高达 2.5 千赫）灵敏度 1V / g 的测量范围 + / - 1.7 克输出噪声为 0.5mg （ RMS ） 20Hz 的数字化板通道数 4 AD 转换器分辨率/ 有效分辨率 19 分之 24 位输入电压范围 + / - 5V输入阻抗 50 千欧位重量 0.6V采样率 50-400 SPS ，标准为 100 SPS信号带宽 （-3dB ） 20Hz 的停止带宽衰减度 80dB 80Hz 的或更高模拟抗混叠滤波 二阶 30Hz 的低通巴特沃斯时序 GPS NMEA 信息和 PPS时序精度 + / - 5 毫秒 100 SPS数字输出 USB 接口 （ 2 个虚拟 COM 口， 115 千波特 data/4800 波特 GPS）温度范围： -20 到+ 70 电源+5 V （USB ）或 9 -18V （板上的 DC / DC 转换器）功率消耗 50mA 在 5V 加上 70MA 5V 的 GPS 模块 WRAP 板CPU 为