1、广东省地方标准桥梁监测系统数据交换要求（送审稿）编制说明桥梁监测系统数据交换要求标准编制组2018 年 4 月1广东省地方标准桥梁监测系统数据交换要求（送审稿）编制说明一、 目的和意义（一）桥梁监测国内外情况桥梁管理信息系统研究最早出现在美国，在上世纪 70 年代初，美国建立了世界上第一个桥梁信息系统国家桥梁档案数据库(PONTIS 的前身)，进行全国 桥梁相关资料的收集和整理。经过 30 多年的发展和充实，目前 PONTIS 已成为能记录 、存 储、更新和统计所有桥梁各项数据的桥梁数据库系统，同时还能对国家公路桥梁做出评定，并对候 选项目进行优先排序，为桥梁重建和维修计划提供辅助决策。另外，
2、美国许多较 大的州，如 纽约州、宾 州、佛罗里达州等均自行开发了适合其自身需求与制度的桥梁管理系统。与此同时，其他一些国家也开发了各具特色的桥梁管理信息系统，如丹麦的 DANBRO、芬兰的国家公路署管理系统、英国的 NATS、加拿大的阿 尔伯塔省桥梁管理系统、日本的 MICHI 等。我国的桥梁信息管理系统研究始于 80 年代中期，交通部、四川省、上海、北京等公路科研机构最早开始桥梁管理系统的研究工作，并开发了各自的公路桥梁管理系统，如交通部公路科研所开发的“中国公路桥梁管理系统(CBMS) ”，同济大学研 发的“上海市城市桥梁管理系统”，浙江大学交通工程研究所研发的“文晖大桥斜拉桥健康检测评估
3、管理系统”等。但目前针对各监测管理信息系统中数据存储的格式并未统一，数据共享相关的标准也处于空白状态。（二）制定本标准的目的和意义2桥梁监测是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为工程在特殊气候、交通条件下或运营状况严重异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导。随着我省经济的迅猛发展，省内新建的大跨度桥梁均安装桥梁长期健康监测系统，对桥梁的各项指标进行安全监测。但到目前为止，在对监测数据的管理方面，还没有形成一个较为完善的数据存储与管理查询系统，大量的监测数据得不到妥善的处理和利用。面对海量的桥梁健康监测数据，每个监测系统拥有自己独立的数据库，独立运行管理。监测系统在长期的使用
4、过程中有可能需要进行升级改造，由于系统输出数据的格式未被统一规范，当升级前后的系统软件开发商不同时，就会出现已有的数据不能直接导入到新系统的问题，此时则需要重新对数据进行格式转换，过程繁琐且容易出错。另外，不同 桥梁使用不同健康监测系统，输出数据的格式各有不同。若使用同一分析后台高效系统地对不同的桥梁进行健康分析时，就必 须针对不同桥梁监测系统进行输出数据接口开发，获取统一规范的系统数据，这样重复性的工作，将造成大量的财力浪费。因此，桥梁 监测系统数据共享交换标准的制定，既解决了系统规模过大导致数据量大、信息大量冗余的问题，又可以灵活高效地对多座桥梁不同类型的数据同时进行分析，对桥梁监测系统数
5、据的采集、存储和应用具有重要意义。本标准的制定，旨在对省内桥梁的长期健康监测系统输出的数据内容及数据格式进行统一与规范，促进海量监测数据的共享与交换。这并不局限于业主使用何种监测系统，而是针对不同系统制定一个统一的数据输出格式，不仅提高了对多座桥梁监测数据分析的效率，降低了分析数据后台接口开发的支出，而且提高了桥梁数据间的共享性，能更全面的对省内多座桥梁安全状况进行全方位的把控。3二、 工作简况（一）任务来源、协作单位本标准是广东省质量技术监督局于 2016 年 12 月 30 日下达的2016 年广东省服务业地方标准制修订立项计划项目（第二批）任务（粤质监标函2016982 号）之一，立项的
6、标准名称是“桥梁监测系统数据交换要求”。本标准的起草单位为：华南理工大学、广州中海达定位技术有限公司、广州市标准化研究院、广州珠江黄埔大桥建设有限公司、广州大学、广东 省建筑科学研究院集团股份有限公司、江西飞尚科技有限公司。（二）主要工作过程1、标准草案形成阶段2016 年 9 月，由华南理工大学对 2015 年广东省科技计划项目“面向桥梁长期健康监测的大数据处理技术及应用”的阶段性成果进行提炼，形成了本标准的草案。2、标准编制组成立阶段2017 年 1 月，由华南理工大学牵头，联合广州市标准化研究院、广州中海达定位技术有限公司、广州珠江黄埔大桥建设有限公司、广州大学、广东省建筑科学研究院集团
7、股份有限公司、江西飞尚科技有限公司成立了标准编制组，集合了各单位技术优势开展“桥梁监测系统数据交换要求”标准研制工作。本标准编制组共 15 名成员，其中教授 3 名，高 级工程师 5 名，其他人员 7 名，各单位成员互相配合、协4调工作，共同推进项目工作。3、征求意见稿形成阶段2017 年 2 月2017 年 4 月，由广州市标准化研究院根据桥梁监测、数据交 换、 术语和定 义标准等资料， 对本 标准的草案提出了 42 条修改意见。2017 年 5 月2017 年 6 月，华南理工大学对上述 42 条修改意见进行了审核确认，广州市标准化研究院根据华南理工大学审核确认的结果，对本 标准的草案进行
8、了修改，形成了征求意见稿 V1.0 版本。2017 年 6 月，本标准其他 5 家起草单位江西飞尚科技有限公司、广州珠江黄埔大桥建设有限公司、广州中海达定位技术有限公司、广东省建筑科学研究院集团股份有限公司、广州大学，对征求意见稿 V1.0 版本进行了审核，并提出了共 35 条修改意见。2017 年 7 月2017 年 11 月，华南理工大学、广州市标准化研究院根据上述其他 5 家起草单位对征求意见稿 V1.0 版本提出的 35 条修改意见，并在进一步查阅相关标准和论文等资料的基础上，对征求意见稿 V1.0 版本进行了修改，形成了征求意 见稿 V2.0 版本。2017 年 12 月，华南理工大
9、学等起草单位对征求意见稿 V2.0 版本进行修改，形成了本标准的征求意见稿。4、征求意见阶段2017 年 12 月2018 年 1 月，广州市标准化研究院就本标准的征求意见稿及其编制说明征求了广东省公路学会、暨南大学、广东省交通规划设计研究院股份有限公司、广东省建筑设计研究院等 52 家单位的意见，其中有 17 家单位提出了共 38 条修改意见。5、送审稿形成阶段52018 年 2 月2018 年 3 月，本标准编制组深入考虑并处理了征求意见收到的反馈意见，修改了本标准的征求意见稿，形成了本标准的送审稿。6、标准验证阶段2018 年 3 月，本标准编制组对本标准的送审稿进行了实验验证，验证结论
10、是：本标准登录接口协议能正常运行，监测平台能接收到用户平台发送的 JSON 格式数据，若格式正确 则能正确解析，若 JSON格式错误则不能正确解析。三、 标准编制原则、标准主要内容及其确定依据（一）标准编制原则在本标准编制过程中，我们坚持以下两大原则：1、坚持本标准的内容与现行法律法规、标准内容协调一致本标准在编制过程中参考了相关国家和地方现行的法律、法规、规章和标准，保证了本标准与他们的兼容性和一致性。2、坚持理论联系实际原则，确保本标准内容可行和可操作本标准在编制过程中除了考虑国家标准、行业标准对桥梁监测的要求外，还 充分考虑了我国的桥梁监测技术现状，同时还充分考虑了我省四座桥梁的监测情况
11、，确保本标准提出的数据交换格式、数据交换接口协议等内容可行和可操作。（二）标准主要内容及其确定依据本标准主要包括 5 个方面的内容：范围、术语和定义、数据交换内容、数据交换格式、数据交换接口协议。61、范围本标准规定了桥梁监测系统数据交换的术语和定义、数据交换内容、数据交换格式、数据交换接口协议等内容。本标准适用于各桥梁监测系统间数据的共享与交换，同时也适用各桥梁监测系统升级时海量数据的输出与存储。本标准的范围是根据桥梁监测系统数据交换的需要界定的。2、术语和定义本标准提出了桥梁监测系统、传感器、损伤、应变、位移、倾斜度、挠度、加速度、温度、湿度、索力、风力、 图像和分析模型共 14 个术语及
12、其定义。本标准所选术语来源于本标准中的重要名词，其定义主要根据相关标准已有的定义，以及“全国科学技术名词审定委员会”提供的定义确定。3、数据交换内容本标准提出桥梁监测系统数据交换内容应包含监测数据和分析模型两大类， 监测数据包括应变、位移、 倾斜度、 挠度、加速度、温度、湿度、索力、风力和图 像 10 项监测项目。桥梁监测系统数据交换监测数据的 10 项监测项目主要是根据GB 509822014 建筑与桥梁结构监测技术规范JTT 10372016 公路桥梁结构安全监测系统技术规 程的规定，同时结合我省四座桥梁的监测情况确定的。确定桥梁监测系统数据交换应包含分析模型，是因为桥梁监测的主要目的是要
13、对桥梁的性能和健康状态进行评估，而对桥梁的性能和健康状态进行评估，需要将桥梁监测数据与合理的分析模型进行比较；7桥梁监测系统数据交换包含了分析模型，一方面可以让数据使用者利用分析模型开展分析工作，另一方面可以让数据使用者指出分析模型的不足，以便对分析模型进行修正。4、数据交换格式本标准提出了桥梁监测系统数据交换格式的数据结构要求，应变、位移、倾斜度、挠度、加速度、温度、湿度、索力、风力和图像 10 项监测项目的数据交换格式要求，以及分析模型的数据交换格式要求。本标准提出的桥梁监测系统数据交换格式要求，主要是根据我省四座桥梁的监测情况，同时考虑对桥梁监测数据进行合理分析的需要提出的。5、数据交换
14、接口协议本标准规定了桥梁监测系统数据交换采用 JSON 通信方式，同 时规定了数据交换接口协议。当前比较常用的数据交换格式主要包括以下三种：XML、JSON、YAML。因为桥梁监测系统数据交换的数据量比较大，而 JSON 的数据传输效率是这三种数据交换 格式中最高的，所以本 标准规定了桥梁监测系统数据交换采用 JSON 通信方式。本标准的数据交换接口协议是根据 JSON 数据交 换格式要求，以及需要进行数据交换的桥梁监测系统数据具体的数据项和字段名确定的。四、 采用国际标准和国外先进标准的程度本标准没有采用国际标准和国外先进标准。8五、 与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系本标准与有关的现行法律、法规和强制性标准不冲突。六、 重大分歧意见的处理经过和依据无重大分歧意见。七、 标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议本标准作为推荐性的广东省地方标准。八、 废止现行有关标准的建议本标准为首次发布。
