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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡伯中
研究生(外文):Po-Chung Tsai
論文名稱:應用寬頻網路於結構監測系統之可行性研究
論文名稱(外文):The potential study of the broad-band network application in structural monitoring system
指導教授:唐治平唐治平引用關係李維森李維森引用關係
指導教授(外文):Jhy-Pyng TangWei-Sen Li
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:地震結構監測寬頻網路監控與分析程式
外文關鍵詞:EarthquakeStructure Monitoringbroadband networkmonitoring and analysis program
相關次數:
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早期的監測系統,需要研究人員親赴監測現場將監測資料取回。隨著通訊設備、儀器的快速發展,數據機開始在資料擷取單元和個人電腦間的資料傳輸上扮演著重要的角色,加上運用寬頻網路,如:ISDN、ADSL、Cable Modem等,提高了監測系統能即時調整的可能性,故隨著監測技術的進步能更快且可靠的取得資料,更有效的監測系統也應該開始發展。本研究對寬頻網路監測系統加以詳細介紹,並針對結構物地震反應特性與配合利用寬頻網路傳輸資料之要求,撰寫相關監控與分析程式,其功能包括(一)線上監測系統調整,(二)即時資料分析,(三)即時警示系統,(四)定時監測與(五)資料後處理與分析。研究過程中利用寬頻網路及四十天的長時間監測資料收集,測試此一監控與分析程式之實用性,且探討取樣率對即時效能之影響。研究結果顯示,此一監控與分析程式能有效的進行監測資料之收集,並將收集到的監測資料加以處理及進行相關分析,可供工程界應用。
In early stage, the investigators have to go to the location of data acquisition unit and fetch the data in person. Owning to dramatic innovation in communication technique, modems play an important role to communicate bilaterally between personal computer and data acquisition unit. Furthermore, the broadband network access, ISDN, ADSL, Cable Model etc., offers the possibility of real-time and on-line monitoring and adjustment. By the faster and more reliable data collecting technique, a prototype on-line monitoring system would be established. In this paper, monitoring system with broadband network will be introduced in detail, the monitoring and analysis program about earthquake response characteristics of the structure would be developed and meet the request of use monitoring system with broadband network to transmit the data. The program functions include:(1) on-line adjustment of monitoring system,(2) real time data analysis,(3) real time warning system,(4) timer setting of monitoring system,(5) data processing and analyzing. In the process of research, broadband network to transmit data and remote monitoring are applied in forty-day test to verify the practicality of the program and investigate the influence of sampling rate on real time performance of monitoring system. It is found that the whole system does show its potential to be installed in a real structure as a health monitoring system. Therefore, the broad-band network monitoring system processes the possibility in practical applications.
目 錄
第一章 緒論1
1-1 研究動機與目的1
1-2 文獻回顧2
1-3 本文內容4
第二章 結構監測系統簡介6
2-1 監測系統概要6
2-1-1 訊號發送端6
2-1-2 傳送路徑7
2-1-3 訊號收取端7
2-1-4 結構監測系統的主要功能8
2-2 感應器簡介9
2-2-1 感應器之轉換原理9
2-2-2 感應器之輸出訊號方式11
2-2-3 感應器之種類12
2-3 傳統結構監測系統18
2-3-1 人員親赴現場取得監測資料18
2-3-2 使用類比記錄器取得監測資料19
2-3-3 使用數位記錄器並配合個人電腦取得監測資料19
2-3-4 傳統監測系統所存在的問題19
2-4 寬頻網路監測系統20
2-4-1 寬頻網路21
2-4-2 寬頻網路的分類21
2-4-3 寬頻網路之比較28
2-5 結構監測系統之要點29
第三章 監控軟體之撰寫與開發32
3-1 即時資料展示、即時頻譜分析32
3-2 定時監測32
3-3 資料儲存、資料庫建立33
3-4 警示系統、歷時資料分析33
3-5 頻譜分析、反應譜分析、富立葉頻譜分析34
第四章 模擬遠端遙控之監測系統35
4-1 監測系統儀器簡介35
4-2 監測流程規畫與測試過程36
4-3 試驗資料處理37
4-4 取樣率對即時效能之影響38
第五章 結論與建議40
5-1 結論40
5-2 建議41
參考文獻43
表 目 錄
表2-1 寬頻網路系統之綜合比較表46
表4-1 連續40天之監測資料整理47
表4-2 網路頻寬與綜合監測系統感應器數量比較表47
圖 目 錄
圖2-1結構監測系統流程圖48
圖2-2桿式變位計(Rod Extensometer)49
圖2-3桿式變位計(Rod Extensometer)49
圖2-4多點變位計(Multiple Rod Extensometer)49
圖2-5電線滑動式變位計(Wire Slide Meter)50
圖2-6水準式相對沈陷計(Water Level Relative Settlement Meter)50
圖2-7液壓式相對沈陷計(Water Pressure Relative Settlement Meter)50
圖2-8應變計(Strain Meter)51
圖2-9表面型應變計(Surface Strain Meter)51
圖2-10管式應變計(Pipe Strain Meter)51
圖2-11鋼筋應力計(Reinforcement Stress Meter)52
圖2-12鋼筋應力計(Reinforcement Stress Meter)52
圖2-13加速度計(Accelerometer)52
圖2-14加速度計(Accelerometer)53
圖2-15孔隙水壓計(Pore Pressure Transducer)53
圖2-16低容量水壓計(Low Water Pressure Transducer)53
圖2-17總壓力計(Total Pressure Cell)54
圖2-18土壓力計(Earth Pressure Meter)54
圖2-19土壓力計(Earth Pressure Meter)54
圖2-20傾斜計(Clinometer)55
圖2-21埋設型傾斜計(Buried Inclinometer)55
圖2-22溫度計(Temperature Sensor)55
圖2-23水位計(Water Level Meter)56
圖2-24打點記錄器(Analog Recorder)56
圖3-1軟體介面57
圖3-2監測頻道之設定57
圖3-3即時資料展示58
圖3-4即時頻譜分析58
圖3-5定時分析59
圖3-6資料儲存59
圖3-7資料轉移60
圖3-8轉ASCII檔及建立反應譜資料檔60
圖3-9資料庫建立61
圖3-10警示系統61
圖3-11與歷史資料比較圖62
圖3-12頻譜分析62
圖3-13反應譜分析63
圖3-14反應譜之比較63
圖3-15富立葉頻譜之比較64
圖4-1加速度規64
圖4-2訊號放大器65
圖4-3訊號擷取元(SPARTAN)65
圖4-4單跨橋梁模型66
圖4-5地面加速度規組66
圖4-6橋面加速度規組67
圖4-7模擬遠端遙控之監測系統67
圖4-8五月12日 09:00 Channel(01)-(03)之原始資料歷時68
圖4-9五月12日 09:00 Channel(04)-(06)之原始資料歷時69
圖4-10 Channel(01)之日平均值記錄70
圖4-11 Channel(01)之日最大值記錄70
圖4-12 Channel(02)之日平均值記錄71
圖4-13 Channel(02)之日最大值記錄71
圖4-14 Channel(03)之日平均值記錄72
圖4-15 Channel(03)之日最大值記錄72
圖4-16 Channel(04)之日平均值記錄73
圖4-17 Channel(04)之日最大值記錄73
圖4-18 Channel(05)之日平均值記錄74
圖4-19 Channel(05)之日最大值記錄74
圖4-20 Channel(06)之日平均值記錄75
圖4-21 Channel(06)之日最大值記錄75
圖4-22五月12日 9:00 Channel(01)-(03)與歷史記錄之比較76
圖4-23五月12日 9:00 Channel(04)-(06)與歷史記錄之比較76
圖4-24五月12日 9:00 Channel(01),阻尼比2%之反應譜圖77
圖4-25五月12日 9:00 Channel(01),阻尼比4%之反應譜圖78
圖4-26五月12日 9:00 Channel(01),阻尼比6%之反應譜圖79
圖4-27五月12日 9:00 Channel(02),阻尼比2%之反應譜圖80
圖4-28五月12日 9:00 Channel(02),阻尼比4%之反應譜圖81
圖4-29五月12日 9:00 Channel(02),阻尼比6%之反應譜圖82
圖4-30五月12日 9:00 Channel(03),阻尼比2%之反應譜圖83
圖4-31五月12日 9:00 Channel(03),阻尼比4%之反應譜圖84
圖4-32五月12日 9:00 Channel(03),阻尼比6%之反應譜圖85
圖4-33五月12日 9:00 Channel(04),阻尼比2%之反應譜圖86
圖4-34五月12日 9:00 Channel(04),阻尼比4%之反應譜圖87
圖4-35五月12日 9:00 Channel(04),阻尼比6%之反應譜圖88
圖4-36五月12日 9:00 Channel(05),阻尼比2%之反應譜圖89
圖4-37五月12日 9:00 Channel(05),阻尼比4%之反應譜圖90
圖4-38五月12日 9:00 Channel(05),阻尼比6%之反應譜圖91
圖4-39五月12日 9:00 Channel(06),阻尼比2%之反應譜圖92
圖4-40五月12日 9:00 Channel(06),阻尼比4%之反應譜圖93
圖4-41五月12日 9:00 Channel(06),阻尼比6%之反應譜圖94
圖4-42五月12日 09:00 Channel(01)不同阻尼比反應譜之比較圖95
圖4-43五月12日 09:00 Channel(02)不同阻尼比反應譜之比較圖95
圖4-44五月12日 09:00 Channel(03)不同阻尼比反應譜之比較圖96
圖4-45五月12日 09:00 Channel(04)不同阻尼比反應譜之比較圖96
圖4-46五月12日 09:00 Channel(05)不同阻尼比反應譜之比較圖97
圖4-47五月12日 09:00 Channel(06)不同阻尼比反應譜之比較圖97
圖4-48五月12日 09:00 Channel(01)、(04),阻尼比2%反應譜之比較圖98
圖4-49五月12日 09:00 Channel(02)、(05),阻尼比2%反應譜之比較圖99
圖4-50五月12日 09:00 Channel(03)、(06),阻尼比2%反應譜之比較圖100
圖4-51五月12日 9:00 Channel(01)、(04)富立葉頻譜之比較101
圖4-52五月12日 9:00 Channel(02)、(05)富立葉頻譜之比較102
圖4-53五月12日 9:00 Channel(03)、(06)富立葉頻譜之比較103
圖4-54橋梁模型振動試驗 Channel(01)-(03)之原始資料歷時104
圖4-55橋梁模型振動試驗 Channel(04)-(06)之原始資料歷時105
圖4-56橋梁模型振動試驗 Channel(01),阻尼比2%之反應譜圖106
圖4-57橋梁模型振動試驗 Channel(01),阻尼比4%之反應譜圖107
圖4-58橋梁模型振動試驗 Channel(01),阻尼比6%之反應譜圖108
圖4-59橋梁模型振動試驗 Channel(02),阻尼比2%之反應譜圖109
圖4-60橋梁模型振動試驗 Channel(02),阻尼比4%之反應譜圖110
圖4-61橋梁模型振動試驗 Channel(02),阻尼比6%之反應譜圖111
圖4-62橋梁模型振動試驗 Channel(03),阻尼比2%之反應譜圖112
圖4-63橋梁模型振動試驗 Channel(03),阻尼比4%之反應譜圖113
圖4-64橋梁模型振動試驗 Channel(03),阻尼比6%之反應譜圖114
圖4-65橋梁模型振動試驗 Channel(04),阻尼比2%之反應譜圖115
圖4-66橋梁模型振動試驗 Channel(04),阻尼比4%之反應譜圖116
圖4-67橋梁模型振動試驗 Channel(04),阻尼比6%之反應譜圖117
圖4-68橋梁模型振動試驗 Channel(05),阻尼比2%之反應譜圖118
圖4-69橋梁模型振動試驗 Channel(05),阻尼比4%之反應譜圖119
圖4-70橋梁模型振動試驗 Channel(05),阻尼比6%之反應譜圖120
圖4-71橋梁模型振動試驗 Channel(06),阻尼比2%之反應譜圖121
圖4-72橋梁模型振動試驗 Channel(06),阻尼比4%之反應譜圖122
圖4-73橋梁模型振動試驗 Channel(06),阻尼比6%之反應譜圖123
圖4-74橋梁模型振動試驗 Channel(01)不同阻尼比反應譜之比較圖124
圖4-75橋梁模型振動試驗 Channel(02)不同阻尼比反應譜之比較圖124
圖4-76橋梁模型振動試驗 Channel(03)不同阻尼比反應譜之比較圖125
圖4-77橋梁模型振動試驗 Channel(04)不同阻尼比反應譜之比較圖125
圖4-78橋梁模型振動試驗 Channel(05)不同阻尼比反應譜之比較圖126
圖4-79橋梁模型振動試驗 Channel(06)不同阻尼比反應譜之比較圖126
圖4-80橋梁模型振動試驗 Channel(01)、(04),阻尼比2%反應譜之比較圖127
圖4-81橋梁模型振動試驗 Channel(02)、(05),阻尼比2%反應譜之比較圖128
圖4-82橋梁模型振動試驗 Channel(03)、(06),阻尼比2%反應譜之比較圖129
圖4-83橋梁模型振動試驗 Channel(01)、(04)富立葉頻譜之比較130
圖4-84橋梁模型振動試驗 Channel(02)、(05)富立葉頻譜之比較131
圖4-85橋梁模型振動試驗 Channel(03)、(06)富立葉頻譜之比較132
圖4-86 加速度監測系統使用不同網路頻寬之一日資料量比較133
圖4-87 綜合監測系統使用不同網路頻寬之一日資料量比較133
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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