【正文】 這是延時(shí)不確定性產(chǎn)生的主要原因。合理的解釋是負(fù)載的不確定性變化導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)變化的不確定性。對(duì)因特網(wǎng)路由行為的研究表明通信雙方或多方在會(huì)話期間路由很少改變，大部分的數(shù)據(jù)流沿同一條物理路徑傳輸，也被稱(chēng)為路由的持久性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或處理機(jī)處于重載時(shí)，其傳輸速度、響應(yīng)處理速度會(huì)大大下降，此時(shí)若測(cè)量網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，測(cè)量結(jié)果將比輕載時(shí)大。其二、測(cè)量報(bào)文的特定性能，相對(duì)因素一而言，這與網(wǎng)絡(luò)具體的測(cè)量方式密切相關(guān)，主要可以分成如下兩個(gè)方面：承載測(cè)量報(bào)文的協(xié)議類(lèi)型：網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)，往往要根據(jù)實(shí)際的情況(如對(duì)方防火墻設(shè)定的過(guò)濾協(xié)議)來(lái)選取合適的通信協(xié)議。同樣，在經(jīng)過(guò)防火墻時(shí)，防火墻會(huì)對(duì)報(bào)文進(jìn)行掃描、過(guò)濾，不同效率的防火墻、不同的過(guò)濾次數(shù)(經(jīng)過(guò)防火墻的個(gè)數(shù))等，都會(huì)對(duì)報(bào)文的傳輸延時(shí)產(chǎn)生影響；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的不同實(shí)現(xiàn)方式：數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸存在多種實(shí)現(xiàn)方式，在完全相同的上層協(xié)議和底層的物理鏈路上，不同傳輸機(jī)制的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸延時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的影響。其一、網(wǎng)絡(luò)本身的性能，即完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法，僅與網(wǎng)絡(luò)本身的硬件特性相關(guān)，主要包括以下三個(gè)方面的因素：網(wǎng)絡(luò)的物理介質(zhì)：不同的物理介質(zhì)，例如光纖、以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等，隨著底層物理信號(hào)實(shí)現(xiàn)、轉(zhuǎn)換的不同，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)本身帶寬各不相同，因此對(duì)于具有一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)報(bào)文而言，其傳輸速度也各不相同。還有，雖然有數(shù)據(jù)包的大小限制，但在實(shí)際的監(jiān)控應(yīng)用中監(jiān)控指令和數(shù)據(jù)的大小是各不相同的，就單個(gè)數(shù)據(jù)包而言，數(shù)據(jù)包的大小越大傳輸?shù)难訒r(shí)越大。因此，： ()： ()對(duì)系統(tǒng)平均總時(shí)延詳細(xì)的計(jì)算分析參見(jiàn)附錄A所述。而在當(dāng)前的軟硬件條件下，混合通信轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的速率非?？?，所以實(shí)際上兩種處理模式的實(shí)時(shí)特性差別并不明顯。所謂搶占式服務(wù)模式是指當(dāng)系統(tǒng)正在為低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)提供服務(wù)時(shí)，如果有高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)信息到達(dá)，系統(tǒng)會(huì)中止對(duì)當(dāng)前低優(yōu)先級(jí)信息的服務(wù)而轉(zhuǎn)向?yàn)樾碌竭_(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)提供服務(wù)；所謂非搶占式服務(wù)模式則是指當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)并不中止當(dāng)前服務(wù)，而只是在當(dāng)前對(duì)低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的服務(wù)結(jié)束時(shí)再轉(zhuǎn)向?yàn)樾碌竭_(dá)的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間與數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間相互獨(dú)立，且每一個(gè)時(shí)刻只能轉(zhuǎn)發(fā)一條信息，速率為定值μ；所有數(shù)據(jù)等概率地轉(zhuǎn)發(fā)到各輸出隊(duì)列，各輸出隊(duì)列數(shù)據(jù)到達(dá)率為λ0，其數(shù)據(jù)的傳輸速率為μ0。高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列采用完全服務(wù)規(guī)則，即如果該隊(duì)列有數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)只有在處理完這些數(shù)據(jù)后才轉(zhuǎn)去處理低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)。內(nèi)置安全性和可靠傳輸機(jī)制由于不同接入信道的安全性和可靠性不同，不同通信環(huán)境和不同網(wǎng)絡(luò)狀況下通信協(xié)議的表現(xiàn)也差異較大，在開(kāi)發(fā)混合通信協(xié)議時(shí)要考慮最壞的情況，并按正常情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此在混合通信協(xié)議的設(shè)計(jì)中應(yīng)內(nèi)置安全性和可靠傳輸機(jī)制，以降低對(duì)信道特性的依賴(lài)性。采用數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖隊(duì)列可有效降低各子系統(tǒng)之間的耦合度，在發(fā)送進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程中引進(jìn)一個(gè)異步環(huán)節(jié)，可以降低發(fā)送環(huán)節(jié)的資源消耗和出錯(cuò)概率，并有助于分布式數(shù)據(jù)采集、集中式數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植际竭h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的、嚴(yán)格劃分層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)缺乏靈活性，層次的設(shè)計(jì)目的是使之能在最壞的條件下工作，而不是為了適應(yīng)條件的變化，這必然會(huì)降低頻譜和功率的效率。例如可以調(diào)整速率、功率和編碼以滿(mǎn)足當(dāng)前信道和網(wǎng)絡(luò)狀況下應(yīng)用的需要，也可根據(jù)當(dāng)前的鏈路、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)狀況來(lái)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，或區(qū)分處理阻塞或非阻塞造成的數(shù)據(jù)包丟失等。分層設(shè)計(jì)時(shí)需合理區(qū)分監(jiān)控相關(guān)的功能和通信相關(guān)的功能，并將其分離開(kāi)來(lái)，分別在不同的層次實(shí)現(xiàn)之。 混合通信技術(shù)的設(shè)計(jì)思想分層設(shè)計(jì)由于監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信過(guò)程十分復(fù)雜，開(kāi)發(fā)混合通信技術(shù)并為其制定相應(yīng)的協(xié)議有較大的困難。考慮到大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性、可維護(hù)性，在取得這三方面平衡后，這種可用于大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通用數(shù)據(jù)傳輸方法的設(shè)計(jì)目標(biāo)可分解為：經(jīng)濟(jì)性：可使用現(xiàn)有的通信技術(shù)，具有合理的開(kāi)發(fā)和實(shí)施、維護(hù)成本；開(kāi)放性：可適用于不同監(jiān)控應(yīng)用要求，具備通用的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)交換功能；適應(yīng)性：可以適用于不同的通信條件、通信環(huán)境和應(yīng)用要求；組合性：可以組合和配置使用不同的通信技術(shù)或多個(gè)通信信道；可靠性：可以避免數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)誤和重復(fù)等傳輸錯(cuò)誤和問(wèn)題；安全性：可以防竊聽(tīng)、偽造、 干擾和重放攻擊；有效性：可以避免由于單一數(shù)據(jù)傳輸鏈路失效帶來(lái)的系統(tǒng)中斷等。 大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控混合通信技術(shù)的提出 混合通信技術(shù)的提出原因各種數(shù)據(jù)傳輸方式應(yīng)用于不同的大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，各有其優(yōu)越性，但同時(shí)也有其局限性。在IPv4下這兩種通信協(xié)議均不能保證安全性，容易受到人為的竊聽(tīng)、偽造、重放和破壞。UDP與TCP位于同一層，但對(duì)于數(shù)據(jù)包的順序錯(cuò)誤或重發(fā)處理是不同的。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因?yàn)镮P層并不確保數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送或者是否有被破壞。確切地說(shuō)，TCP/IP[30]協(xié)議是一組包括TCP協(xié)議、UDP[31]（User Datagram Protocol）協(xié)議和IP協(xié)議、ICMP（Internet Control Message Protocol）協(xié)議和其他一些協(xié)議的協(xié)議組。GSM移動(dòng)公網(wǎng)利用頻率復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率資源的有效利用，采用數(shù)字制式，網(wǎng)絡(luò)基本已經(jīng)覆蓋全國(guó)范圍，特別是大中城市和主要道路均有很好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。GSM可以用于低速率要求的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由于其無(wú)線和移動(dòng)的特點(diǎn)可以適應(yīng)移動(dòng)監(jiān)控的需要，也能解決ADSL、LAN的覆蓋和接入距離的問(wèn)題。采用ADSL作為網(wǎng)絡(luò)接入手段構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)其實(shí)是基于Internet架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，一般其帶寬和速率能滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用的要求，但ADSL的傳輸距離和營(yíng)運(yùn)商的網(wǎng)絡(luò)覆蓋限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。一般基于窄帶調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)可以采用上/下位機(jī)結(jié)構(gòu)，也即主叫/被叫結(jié)構(gòu)，可利用單片機(jī)、Modem 芯片或模塊和現(xiàn)成的電話網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程雙向通信。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方式靈活多樣，針對(duì)不同的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)密度、傳輸?shù)囊?，可采用各種有線寬帶網(wǎng)絡(luò)、射頻通信、無(wú)線信道、衛(wèi)星通信等多種通信手段，尤其對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的利用為大型建筑結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)提供了很多便利。CDMA(Code division multiple access )，又稱(chēng)為碼分多址，為現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換、國(guó)際漫游等要求而設(shè)計(jì)的一種移動(dòng)通訊技術(shù)，CDMA基于擴(kuò)頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，傳輸速度可達(dá)到153Kbps。GSM采用頻率—時(shí)間分隔的蜂窩結(jié)構(gòu)，具有較高的頻譜效率，其安全性、穩(wěn)定性好，而且集成度高、容量大、接口開(kāi)放、抗噪聲性能強(qiáng)、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。而基于光纖的以太網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)一步提升LAN的傳輸速度、數(shù)據(jù)抗干擾能力和擴(kuò)大接入范圍，達(dá)到公里級(jí)的覆蓋。LAN (Local Area Network)，即以太局域網(wǎng)。ADSL采用的是專(zhuān)線的連接方式，ADSL調(diào)制解調(diào)器與網(wǎng)絡(luò)總是處于連接的狀態(tài)，免去了撥號(hào)上網(wǎng)的麻煩。目前國(guó)內(nèi)主要的常規(guī)商用數(shù)據(jù)通信手段有：Modem，即窄帶調(diào)制解調(diào)器，用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，可以在公用電話網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星通信方式，衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星提供的轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大范圍的通信。 現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析 一般性數(shù)據(jù)通信方式常規(guī)商用通信方式，可以用于民用的商用通信網(wǎng)絡(luò)，一般由電信營(yíng)運(yùn)商提供服務(wù)，具有性能穩(wěn)定、成本低廉、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，包括多種有線和無(wú)線通信技術(shù)，如窄帶調(diào)制解調(diào)技術(shù)、寬帶調(diào)制解調(diào)技術(shù)、LAN和ADSL技術(shù)、無(wú)線GSM和GPRS、CDMA技術(shù)等，是目前一般性遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以使用的主要通信手段。因此為防止非法入侵，惡意破壞，就要做好數(shù)據(jù)加密傳輸和監(jiān)控點(diǎn)認(rèn)證等一系列安全性處理。為了達(dá)到萬(wàn)無(wú)一失的可靠性，甚至需要采用多條鏈路并行或冗余的收發(fā)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和監(jiān)控指令。數(shù)據(jù)傳輸頻度：以水庫(kù)大壩為例，其低頻震動(dòng)信號(hào)一般只需一天采集一次數(shù)據(jù)并傳輸即可，要允許系統(tǒng)工作在較低的數(shù)據(jù)交互頻度下，以降低通信成本和節(jié)約遠(yuǎn)程系統(tǒng)的電源消耗；而對(duì)于重要的、實(shí)時(shí)監(jiān)控性能和安全性要求較高的大型建筑需要提高結(jié)構(gòu)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸頻度，如結(jié)構(gòu)損傷的監(jiān)控閾值報(bào)警數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中需要下達(dá)的緊急指令，其數(shù)據(jù)交換的頻度和實(shí)時(shí)性要求就比較高，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)需要體現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)先等級(jí)。本文組織結(jié)構(gòu)如下：第一章介紹了課題背景和研究現(xiàn)狀，確定了研究?jī)?nèi)容；第二章對(duì)大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)交換要求和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行了分析和對(duì)比研究后，提出了混合通信技術(shù)，并討論和分析了混合通信中的數(shù)據(jù)交換隊(duì)列模型及性能、各種通信信道傳輸時(shí)延；第三章提出了混合通信協(xié)議的層次架構(gòu)，設(shè)計(jì)了各層的主要功能和層間接口；第四章，介紹了用JAVA技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的混合通信協(xié)議，對(duì)數(shù)據(jù)交換、可靠性和安全性處理等核心功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析；第五章，對(duì)協(xié)議的功能和性能進(jìn)行了測(cè)試、分析，并介紹其在一個(gè)示范性工程中的應(yīng)用；最后一章，對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，展望了本文提出的混合通信技術(shù)未來(lái)的完善工作和進(jìn)一步研究的方向。 本文的研究工作與內(nèi)容結(jié)構(gòu)本課題來(lái)自浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目—※※※※※※※※※※※※方法研究(編號(hào)※※※※※※※)，主要研究大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法。當(dāng)采用internet作為數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的架構(gòu)時(shí)，基于IPv4的TCP/IP協(xié)議沒(méi)有對(duì)鏈路進(jìn)行保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)上存在大量的安全漏洞和惡意攻擊，很容易使數(shù)據(jù)通信在最薄弱的環(huán)節(jié)泄密或被破壞。同時(shí)，目前可用于測(cè)量監(jiān)控的儀器設(shè)備其功能、型號(hào)及生產(chǎn)廠家很難統(tǒng)一，支持網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集通信協(xié)議也無(wú)法統(tǒng)一規(guī)范, 系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)充性很難保障。由于大型建筑結(jié)構(gòu)安全關(guān)系到國(guó)家、人民的利益，因此監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性要求較高，而通信鏈路是整個(gè)系統(tǒng)容量和性能的決定性因素，因此在選擇通信方案時(shí)必須考慮以下幾方面的因素和指標(biāo)：性能指標(biāo)，包括數(shù)據(jù)傳輸帶寬、數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)等指標(biāo)；容量指標(biāo)，包括主要信道覆蓋范圍、接入節(jié)點(diǎn)密度、可移動(dòng)性等指標(biāo)；可靠性指標(biāo)，包括接通率、數(shù)據(jù)丟失率、誤碼率等指標(biāo)；安全性指標(biāo)，數(shù)據(jù)通信安全的能力，要求數(shù)據(jù)能保密、不易被破壞、篡改和竊聽(tīng)，并可防重發(fā)攻擊；成本指標(biāo)，包括通信網(wǎng)接入成本，設(shè)備、功耗和通信鏈路使用費(fèi)用、通信設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等指標(biāo)。比特率，在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，它用單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位(bit)數(shù)來(lái)表示，其單位為每秒比特?cái)?shù)bit/s(bps)、每秒千比特?cái)?shù)(Kbps)或每秒兆比特?cái)?shù)(Mbps)來(lái)表示。衛(wèi)星遠(yuǎn)程通信方式因其覆蓋范圍廣，可在全球范圍內(nèi)提供連續(xù)準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)信息，給通信技術(shù)帶來(lái)了革命性的變化。2000可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(NetJAVA和Bayesian1997年1月，首屆基于Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷工作會(huì)議由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合主辦，會(huì)議主要討論了有關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)放式體系、診斷信息規(guī)程、傳輸協(xié)議及對(duì)用戶(hù)的合法限制。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)[16]是決定大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，在大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控中如果監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳送到監(jiān)控中心，都無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警和調(diào)度的目的。通過(guò)綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠?qū)⒏黝?lèi)集成化的微型傳感器協(xié)作地進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)[15]以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶(hù)終端，構(gòu)建出一個(gè)功能強(qiáng)、效率高、成本低的分布式傳感器系統(tǒng)。而且作為傳感元件，它有一個(gè)最為突出的優(yōu)點(diǎn)是感應(yīng)的信息用波長(zhǎng)編碼，而波長(zhǎng)這個(gè)絕對(duì)參量不受光源功率的波動(dòng)及連接或耦合損耗的影響。目前，常用的傳感器材料主要有壓電材料、形狀記憶合金材料和光導(dǎo)纖維材料。 傳感器和傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大型建筑的監(jiān)測(cè)對(duì)象以結(jié)構(gòu)安全的狀態(tài)信息為主，需要依靠鋪設(shè)或安置在大型建筑物各個(gè)部位的各種傳感器系統(tǒng)以及所使用的傳感技術(shù)，及時(shí)準(zhǔn)確地將所收集到的各類(lèi)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息傳送到采集下位機(jī)[13]進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析處理。OPC在工業(yè)控制設(shè)備與應(yīng)用軟件之間建立了統(tǒng)一的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，主要解決監(jiān)控程序與其數(shù)據(jù)源的交互問(wèn)題。通過(guò)將遠(yuǎn)程通信和Web技術(shù)運(yùn)用于監(jiān)控系統(tǒng)中，使地理上分散的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)得以統(tǒng)一的管理，同時(shí)還運(yùn)用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)極大地方便了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。目前的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)大多基于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器C/S體系結(jié)構(gòu)(或其擴(kuò)展結(jié)構(gòu))開(kāi)發(fā)的，早期的2層C/S結(jié)構(gòu)比較適合于在小規(guī)模、用戶(hù)較少、單一數(shù)據(jù)庫(kù)且有安全性和快速性保障的局域網(wǎng)環(huán)境中運(yùn)行。監(jiān)控中心系統(tǒng)需要提供相應(yīng)的中心支持和服務(wù)，當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)子系統(tǒng)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，在監(jiān)控中心系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總分析和處理，更新對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)和數(shù)值、追加歷史記錄，并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值信息進(jìn)行報(bào)警或進(jìn)行相應(yīng)的控制響應(yīng)和處理，還需要為監(jiān)控查詢(xún)子系統(tǒng)的各種監(jiān)視和控制功能提供服務(wù)。這些數(shù)據(jù)均集中存儲(chǔ)在監(jiān)控中心系統(tǒng)，并通過(guò)電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)將這些傳感器監(jiān)控點(diǎn)和電子地圖相關(guān)聯(lián)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)子系統(tǒng)初始化時(shí)從監(jiān)控中心系統(tǒng)下載這些配置參數(shù)。其中，監(jiān)控中心系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析處理和存儲(chǔ)功能并可以通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)子系統(tǒng)發(fā)出監(jiān)控指令，監(jiān)測(cè)點(diǎn)子系統(tǒng)處理監(jiān)控指令并讀取傳感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)控查詢(xún)子系統(tǒng)則可以在任何遠(yuǎn)程位置查詢(xún)各監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)各類(lèi)監(jiān)控指令和數(shù)據(jù)的有效傳輸。工程應(yīng)用的需求和大量的實(shí)踐使得大型建筑結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)控取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是目前世界上尚沒(méi)有建立一個(gè)完全滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全需要的長(zhǎng)期監(jiān)控系統(tǒng)[7]，究其原因主要?dú)w于以下幾點(diǎn)：其一，大型建筑結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控一般基于各種軟件架構(gòu)技術(shù)開(kāi)發(fā)，但是由于體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性不足，不容易擴(kuò)充和推廣、運(yùn)行維護(hù)成本較高；其二，所使用的通信技術(shù)依賴(lài)于單一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和單一鏈路的通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法為不同遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供更多、更靈活的通信鏈路選擇，而且傳輸可靠性和安全性無(wú)法完全得到保障，或者需要很高的成本代價(jià)；其三，大型建筑結(jié)構(gòu)體積大、跨度長(zhǎng)、分布面廣、使用期限長(zhǎng)，傳統(tǒng)的傳感設(shè)備組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性、耐久性和分布范圍都不能很好地滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要；其四，大型建筑結(jié)構(gòu)多樣、環(huán)境復(fù)雜，很難采用統(tǒng)一的模型或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)