NI LabVIEW軟件助力2008北京奧運(yùn)會(huì)比賽場(chǎng)地建筑健康監(jiān)測(cè)

　　美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（National Instruments）宣布，負(fù)責(zé)國(guó)家防震減災(zāi)的政府機(jī)構(gòu)——中國(guó)地震局 (CEA) 選擇了CGM工程公司（美國(guó)國(guó)家儀器有限公司合作伙伴）開發(fā)的建筑健康監(jiān)測(cè)（SHM）解決方案。該解決方案是基于NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)及NI CompactRIO可編程自動(dòng)化控制器開發(fā)的系統(tǒng)，旨在幫助工程師們對(duì)新近建造的六座超大型建筑進(jìn)行建筑健康監(jiān)測(cè)。這六座標(biāo)志性建筑包括了2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)的2個(gè)主會(huì)場(chǎng)——北京國(guó)家體育場(chǎng)以及中國(guó)國(guó)家水上運(yùn)動(dòng)中心。

　　“該工程項(xiàng)目的主要目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)尖端的建筑健康監(jiān)測(cè)解決方案。通過采用最新計(jì)算技術(shù)、傳感器以及通信技術(shù)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑的穩(wěn)定性、可靠性、可居住性等結(jié)構(gòu)健康特性。” CGM工程公司副總裁Chris McDonald先生表示：“我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠采集建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)信號(hào)，檢測(cè)任何突發(fā)的結(jié)構(gòu)特性變化，用以改善建筑結(jié)構(gòu)，并有助于在發(fā)生地震、颶風(fēng)、火災(zāi)等重大災(zāi)難時(shí)降低生命財(cái)產(chǎn)的損失。”

　　CGM 公司設(shè)計(jì)的9條64通道及2條36通道SHM系統(tǒng)中, 各包含多個(gè)CompactRIO控制器。它可以直接連接具備測(cè)量振動(dòng)的加速度計(jì)以及實(shí)時(shí)機(jī)箱內(nèi)同步的基于時(shí)間的GPS接收器。機(jī)箱內(nèi)，LabVIEW FPGA模塊可以保證每個(gè)測(cè)試通道的數(shù)據(jù)與GPS接收器上獲得數(shù)據(jù)的誤差保持在±10微秒內(nèi)。LabVIEW實(shí)時(shí)模塊同時(shí)用于編程實(shí)現(xiàn)用戶可配置的濾波器來避免不必要噪聲對(duì)低頻測(cè)量造成的干擾。每個(gè)系統(tǒng)都密閉安裝在堅(jiān)固的NEMA標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱盒中，這可以方便設(shè)備在濕度高、溫差變化大（-40°C to 70°C）的環(huán)境下進(jìn)行操作。

　　SHM系統(tǒng)能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工程師可以在世界任何一地通過安全的因特網(wǎng)連接，遠(yuǎn)程接收當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)。不僅如此，當(dāng)有任何意外情況發(fā)生時(shí)，工程師都可以采用獨(dú)立或多元構(gòu)架來配置系統(tǒng)，發(fā)送郵件通知。

　　中國(guó)地震局在眾多方案中選擇了基于NI技術(shù)的系統(tǒng)，正是因?yàn)镹I具有連續(xù)且實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、基于時(shí)間的GPS同步及在最低成本下實(shí)現(xiàn)最高通道數(shù)的優(yōu)勢(shì)。NI技術(shù)還能支持簡(jiǎn)單的開箱即用的安裝模式及多種I/O選擇，從而在系統(tǒng)需求更新時(shí)能夠快速簡(jiǎn)便地完成重新配置。

　　除北京奧運(yùn)會(huì)比賽場(chǎng)館外，SHM系統(tǒng)也被應(yīng)用于104層的上海世貿(mào)中心大樓、66層的北京柏悅酒店、240米的二灘混凝土拱壩、8,266米長(zhǎng)的汕頭斜拉橋以及具有隔震結(jié)構(gòu)的北京中國(guó)地震局?jǐn)?shù)據(jù)中心。最終，從該研究中所獲得的數(shù)據(jù)將被用于提高未來樓宇的建筑整體性，減低災(zāi)難事故中人員的傷亡率。