東海大橋是中國第一座跨海大橋
，我們在上麵使用了多個PXI機箱組成的係統，以獲取追蹤大橋結構完整性及當前狀況的重要數據。

"借助於精確的GPS同步和時間標識、NI PXI動態信號采集硬件設備和LabVIEW軟件，我們的團隊成功地為東海大橋搭建了一個堅固的、模塊化、可靠且低維護的高精度監測係統。"

- Yonglin Zhan, JUST ONE Technology

挑戰:
在可能出現台風、地震、海水腐蝕的環境中
，對跨海大橋結構完整性和環境因素產生的影響進行同步實時監測，需要一個高可靠
、低維護的操作係統。

解決方案:
部署一個堅固耐用的PXI係統來監測環境對大橋產生的影響，進行實時計算以確定大橋的即時結構健康狀況，並將數據儲存，進行離線處理。

作者:
Yonglin Zhan - JUST ONE Technology

東海大橋作為中國首座跨海大橋，耗資12億美元，於2005年完成通車。六車道的大橋將上海與洋山島連在了一起，大橋全長32.5千米，並設計成S形以避開台風和海浪區
，以保證車輛安全行駛。

我們搭建了一個結構健康監測（SHM）係統，它能夠提供大量的數據來評估大橋損壞和退化程度、結構性能狀況、對於突發性災難的反應。利用這些數據可以對橋梁的設計和建造技術進行研究。上海巨一科技發展有限公司（JUST ONE Technology）使用基於NI PXI的數據采集（DAQ）係統和NI LabVIEW軟件
，被選中來搭建這個結構健康監測係統。

我們使用基於NI PXI的de數shu據ju采cai集ji係xi統tong，源yuan於yu其qi良liang好hao的de堅jian固gu性xing和he小xiao巧qiao的de體ti積ji
，適shi用yong於yu放fang置zhi在zai大da橋qiao的de保bao護hu區qu域yu中zhong。事shi實shi證zheng明ming，係xi統tong在zai安an裝zhuang完wan畢bi後hou成cheng功gong地di克ke服fu了le大da橋qiao所suo遇yu到dao的de濕shi度du、灰塵
、震動和化學腐蝕等各種難題。使用LabVIEW，工程師能夠進行重要的實時分析，同時
，能夠對大橋上大量的傳感器產生的信號進行離線處理。

硬件係統設置

對東海大橋實施監控需要使用超過500個傳感器，在大橋每段都放置了加速度計和FBGguangxuechuanganqi，laicaijihuanjingjilisuoyinqidepinlvxiangying。tongshi，daqiaohaipeibeilefengsuyiheyashichuanganqi，yijilupinlvxiangyingsuoduiyingdehuanjingtiaojian。daqiaomeiyiduanhaisheyouyigeshujucaijizhan
，peibeiNI PXI-4472B動態信號采集卡（DSA）從周圍的加速度計采集相關數據。

另外，我們使用NI PXI-6652同步模塊和 NI PXI-6602計數器模塊
，以及NI PXI-8187機箱控製器，來解決數據采集的同步問題。

在對東海大橋上的係統進行設置時，我們給每個PXI機箱都安裝了一個GPS，使用脈衝每秒（PPS）和IRIG-B定時信號分別進行信號同步和時間標識。PPS每秒傳輸一千萬脈衝，為每個機箱提供采樣基準時鍾。這使得采集模塊可以在100納秒的分辨率下對大橋上所有設備的通道實現精確同步采樣。

軟件係統設置

congdahaidaqiaoxitonghuoquyuanshishujuhou，womenxuyaoduiqijinxingfenxihechuli，ranhouweiyonghutigongzuizhongxinxi。womenjiangshujuchuanshudaozhongyangjiancezhongxinjinxingchuliqimijilixianchuli
，erPXI控製器則負責進行即時處理工作。

離線分析

東dong海hai大da橋qiao係xi統tong中zhong主zhu要yao進jin行xing的de離li線xian分fen析xi是shi多duo通tong道dao信xin號hao頻pin譜pu分fen析xi和he模mo態tai分fen析xi。我wo們men把ba這zhe兩liang種zhong計ji算suan都dou放fang在zai一yi個ge離li線xian區qu域yu，這zhe裏li有you許xu多duo功gong能neng強qiang大da的de電dian腦nao運yun行xingLabVIEW，由LabVIEW高級信號處理工具包和LabVIEW係統辨識工具包共同處理數據。

yinweiputongdejiegoumotaifenxiyingyongjiceliangxiangyingdefangshiduiyuxiangdonghaidaqiaozheyangdaxingdefenbushijiegoushibushiyongde，suoyiwomencaiyonglelingyigekecaozuodemotaifenxifangshi。tongguozhezhongfangshi
，ziranhuanjinghecheliangxingshiduidaqiaosuochanshengdeyingxianglijiangzuoweijilixinhao
，daqiaochuanganqisuocaijidexinhaojiangzuoweixiangyingxinhao，ranhou，shiyongsuijizikongjianshibie（SSI）算法對模態參數進行計算
，這種方法使用了隻輸出係統識別技術，將在LabVIEW高級信號處理工具包中實現。

在線分析

為(wei)了(le)能(neng)夠(gou)監(jian)測(ce)大(da)橋(qiao)的(de)實(shi)時(shi)結(jie)構(gou)健(jian)康(kang)狀(zhuang)態(tai)，在(zai)加(jia)速(su)度(du)計(ji)采(cai)集(ji)到(dao)數(shu)據(ju)後(hou)，東(dong)海(hai)大(da)橋(qiao)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)實(shi)時(shi)地(di)計(ji)算(suan)出(chu)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)。因(yin)為(wei)我(wo)們(men)在(zai)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)的(de)同(tong)時(shi)，需(xu)要(yao)實(shi)時(shi)並(bing)行(xing)地(di)對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，所(suo)以(yi)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)的(de)計(ji)算(suan)必(bi)須(xu)快(kuai)速(su)高(gao)效(xiao)。SSI算法能夠完美地進行這些運算
，但需要進行太多的實時運算。為了克服這個困難
，我們使用了遞歸隨機子空間識別（RSSI）算法。當數據被采集後，數據的值將被導入算法，以計算新的共振頻率。隻需經過一個初始化階段，RSSI算法就能以極快的速度運行
，計算實時頻率值。

總結

使用NI PXI設備構建的數據采集和處理係統
，為東海大橋――世界上最大型的大橋之一，提供完美的監測解決方案。兩位從未使用過LabVIEW的工程師，使用LabVIEW軟件，結合LabVIEW高級信號處理和LabVIEW係統識別工具包
，隻用了三個月的時間就開發了整套東海大橋監測係統。得益於係統的易用性和NI一流的服務支持，隻需三位工程師便可完成整座大橋的監測工作，由此將維護成本控製在最低。

借助於精確的GPS同步和時間標識、NI PXI動態信號采集硬件設備和LabVIEW軟件，我們的團隊成功地為東海大橋搭建了一個堅固的、模塊化、可靠且低維護的高精度監測係統。