实时数据库系统关键技术在红枫湖大桥健康监测系统中的应用研究

论文摘要

本课题来源于贵州省重大工业攻关项目——贵州省高速公路桥梁安全养护健康系统研究(黔科合GY字(2005)3012)随着我国高速公路建设的蓬勃发展，桥梁的建设也相应的进入了一个快速发展的时期，桥梁建成以后，由于受气候、环境因素的影响，结构材料会被腐蚀和逐渐老化，长期的静、动力荷载作用，使其强度和刚度随着时间的增加而降低，这不仅会影响行车安全，更会使桥梁的使用寿命缩短。对桥梁的健康状况进行在线监测，随时了解大桥结构的承载力和安全储备，对保证大桥运营的安全性和耐久性都是十分必要的。虽然传统的人工检测方式简单方便，并有了一套实用的检测评估标准，但其检测周期长，检测结果不直观，并且检测时要求桥梁停止运营，对社会经济效益造成影响。随着越来越多的大跨度桥梁的建成，在结构布局和规模都十分复杂的大型桥梁上仍然沿用传统的桥梁外观检查、养护、维修程序以及常规的局部检测，显然已难以全面反映桥梁的健康状况，尤其是难以对桥梁的安全储备以及退化途径做出系统直观的评估。本文以实时数据库系统的关键技术为研究对象，首次提出运用先进的实时数据库技术对桥梁的整体结构进行在线实时监测，主要工作集中于以下几方面：1．红枫湖大桥健康监测系统中传感器的选择与布设。2．完成了贵州红枫湖单塔斜拉桥健康监测系统的设计，具体实现了斜拉索索力监测子系统、主梁振动监测子系统、应力应变监测子系统。3．对各传感器采集的实时数据采用了实时数据库存储，对于历史数据和桥梁的基本信息数据采用SQL Server 2000存储。实现了实时数据库和关系数据库之间的数据交换。4．实时数据库系统在红枫湖大桥实时监测系统中的应用。本系统研究中最重要的是实时数据库系统的数据管理以及实时数据库系统在红枫湖大桥在线监测中的实现。该系统已经在红枫湖大桥初步投入运营使用，能够很好地监测大桥的整体结构，取代了传统的人工监测手段，实现了桥梁养护管理的信息化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 桥梁健康监测的国内外研究现状
• 1.2.1 国外桥梁健康监测的发展现状
• 1.2.2 我国桥梁健康监测的发展现状
• 1.3 桥梁健康监测数据库
• 第二章 实时数据库系统结构设计
• 2.1 实时数据库的特征
• 2.1.1 实时数据库的数据特征
• 2.1.2 实时数据库的事务特征
• 2.1.2.1 事务的ACID性质
• 2.1.2.2 事务分类
• 2.1.2.3 实时事务的特征
• 2.2 实时数据库的主要技术和设计原则
• 2.2.1 实时数据库的主要技术
• 2.2.2 实时数据库设计原则
• 2.3 实时数据库系统结构设计
• 2.3.1 实时数据库系统结构
• 2.3.2 "微内核"实时数据库的系统结构设计
• 2.3.3 实时数据库"微内核"机制的扩充
• 2.4 实时数据库系统设计与实现的关键技术
• 2.5 小结
• 第三章 实时数据库"微内核"结构设计关键技术实现
• 3.1 实时数据库系统"微内核"结构总体设计
• 3.2 实时事务调度策略
• 3.2.1 实时事务调度状态转换
• 3.2.2 实时事务的组织形式
• 3.2.3 实时事务调度算法
• 3.2.4 "微内核"实时数据库的事务调度
• 3.3 实时事务并发控制
• 3.3.1 并发控制策略
• 3.3.2 "微内核"设计的RTDB应用系统的并发控制策略
• 3.4 缓冲区管理机制
• 3.6 小结
• 第四章 实时数据库系统的数据管理
• 4.1 实时内存数据库的概念
• 4.2 实时数据库系统的存储空间结构
• 4.3 实时数据库的数据安置策略
• 4.4 实时数据库的物理数据组织
• 4.4.1 实时数据库数据组织的分区法
• 4.4.2 实时内存数据库物理数据组织
• 4.4.3 实时内存数据库的数据存取方法
• 4.5 实时内存数据库数据装入与交换策略
• 4.6 小结
• 第五章 历史数据的处理
• 5.1 历史数据简介
• 5.2 内存历史数据存储和访问策略
• 5.3 磁盘历史数据库的管理
• 5.3.1 磁盘历史数据库的组织
• 5.3.2 磁盘历史数据缓冲区
• 5.3.3 历史数据的压缩
• 5.4 "微内核"设计的RTDB S的历史数据存储策略
• 5.5 小结
• 第六章 实时数据库系统在红枫湖大桥健康监测中的应用
• 6.1 Agilor实时数据库系统核心结构与组成
• 6.2 系统设计的要求
• 6.2.1 进行红枫湖大桥监测的必要性
• 6.2.2 红枫湖大桥健康监测系统对实时数据库系统具有以下的功能和性能要求
• 6.2.3 具体监测的内容:
• 6.3 Agilor实时数据库系统在红枫湖大桥健康监测系统的应用
• 6.3.1 红枫湖大桥健康监测系统信息流向
• 6.3.2 实时数据库系统
• 6.4 部分功能程序说明:
• 6.5 系统当前运行状况
• 6.6 小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录: