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關鍵詞：隧道工程；光纖；監控量測；隧道施工；隧道火災；健康監測
傳統的傳感器是以應變－電壓為基礎，以電信號來反映結構應變的變化，并借助導線傳輸。因此，傳統傳感器易受到電磁場和使用環境的影響。另外，由于電阻傳感器和導線的金屬易腐蝕性，難以實現長期監測和實時監測。這些傳統傳感器的局限性嚴重地制約了其應用，無法滿足現代隧道建設中監控量測的需求，而以光纖傳感技術為基礎的光纖傳感器不但可以替代傳統傳感器的作用，還可以很好的彌補傳統傳感器的上述缺陷。
1光纖傳感器在隧道施工過程中監控量測
光纖傳感器以其材質和工作原理上的優越性，具有受環境干擾小，傳輸損耗低，連接方式豐富(可將多個傳感器并聯輸出)，導線價格低等優點，可以大大提高隧道監控量測的準確度和工作效率并可以降低工作風險和監測成本。隧道的監控量測包括必測項目和選測項目，其中的必測項目主要包括地質和支護狀況觀察、周邊位移、拱頂下沉和地表下沉。必測項目中的這四項在隧道的監控量測工作中一般均需要做測試，這些項目一般通過觀察、描述和光學測量儀器如水準儀、全站儀等進行監測，所以，隧道監控量測的必測項目一般不采用光纖應變傳感器。選測項目中的錨桿內力量測、圍巖體內位移量測、支護及襯砌內應力和表面應力量測、圍巖壓力及兩層支護間壓力量測、型鋼支撐內外力量測可以通過布設在待測點的光纖應變傳感器進行量測。光纖應變傳感器在這些項目上的應用不但可以高效準確的進行監控量測，還可以一直將監測工作隨著隧道從建設到運營進行長期全壽命實時監測，這一點具有傳統傳感器無法比擬的優勢。
2光纖傳感器在隧道火災報警系統中的應用
光纖的光柵柵距和折射率會因其周圍環境的溫度變化而發生變化，這種變化會對應地引發光纖光柵的反射譜以及透射譜的變化。通過解調儀將光纖光柵的反射譜或透射譜發生的變化檢測并讀取顯示出來，則得到了光纖光柵周圍環境溫度的變化數據，通過程序中設定的溫度控制閥值和報警裝置就可以對隧道內的溫度進行實時監測和火災報警。
(1)隧道內火災發生的原因。隧道火災一般由車輛、貨物的著火以及交通事故起火而引發，而車輛油箱內的燃油和車輛所載易燃貨物則為火災的發生提供了物質條件。隧道內部發生火災后，燃油和貨物的燃燒會迅速釋放出大量的熱，并伴有大量的有毒氣體和濃煙霧，同時隧道內部溫度隨之而迅速升高。
(2)光纖傳感器的系統組成。光纖光柵感溫火災報警系統主要是針對所監測隧道內部溫度的異常升高進行實時測量，顯示溫度并判斷溫度是否過高而進行及時報警。主要由光纖光柵感溫探測器、解調系統、報警裝置、傳輸光纜和計算機組成。
(3)光纖傳感器在隧道內的布設和安裝。光纖傳感器在隧道內部的布設間距應根據隧道的長度來計算確定，間距太密造成工作量和成本的的浪費，太疏則會影響火災探測的靈敏度和準確率。當隧道長度介于500m和10000m之間時，光纖傳感器的縱向間距不能大于7m;當隧道長度超過10000m時，光纖傳感器的縱向間距不能大于8m。光纖傳感器應布置于距離隧道拱頂20cm左右的位置，并沿隧道縱向呈直線排列。光纖傳感器應在隧道拱頂沿縱向用鋼絞線進行固定，以便在不影響隧道內交通的情況下有效監測和預報火災。對于長隧道和隧道群，由于工作人員觀察室距離傳感器距離較遠，通常需要將光纖傳感器測得的溫度信號通過光纜遠程傳輸到設備處理器，所以其布設方法和連接方式應按照隧道內車道數的不同而采取不同的方式方法。對于單車道和雙車道的交通隧道，光纖傳感器可在隧道內斷面中央進行單排縱向布設;而當隧道行車道數量多于2時，光纖傳感器在隧道內斷面中央應按照雙排進行縱向布設。雙排布設時，兩排傳感器應交錯布置，以便增大光纖傳感器的感應機會。
3光纖傳感器在隧道健康監測中的應用
隧道健康運營過程中最主要的病害就是隧道的襯砌結構劣化，其表現為襯砌的開裂、掉塊、錯臺、和滲漏水等方面。隧道病害除了降低隧道的安全性、耐久性及其使用性能等外，如不及時發現和處治還會誘發其他更為嚴重的病害，甚至會縮減隧道的使用壽命。因此對隧道二次襯砌的全壽命監測就顯得尤為重要。隧道二次襯砌病害的傳統檢測技術主要通過地質雷達、地震波法、CT等實現，這些方法可探明某時某刻隧道襯砌的情況和其周圍的圍巖情況，但無法對隧道內襯砌和圍巖情況的變化進行實時監測和報警，同時傳統監測由于需要組織大量人員設備進入隧道進行監測工作，不可避免的會影響甚至中段隧道交通。分布式光纖傳感技術具有遠程、精度高、耐久性、實時性和成本低等特點，將其布設在二次襯砌之中可對隧道襯砌結構的健康情況進行長期、實時的監測。該技術可自動進行，不會對交通造成干擾，并且其實時輸出的數據信息可以讓隧道工作人員隨時掌握隧道的健康狀況。光纖監測網的布設需要對隧道的圍巖等級、圍巖應力水平及經濟性等進行綜合考慮。沿隧道橫斷面布設的光纖傳感器應根據圍巖等級來確定其布設的環向間距，即傳感器的環向間距應隨著隧道圍巖等級的增大而相應減小，并在隧道洞口附近適當加密布設。布設好光線監測網后，根據傳輸需要將傳感器按照一定的連接方式組合，通過光纜將光線應變傳感器連接到解調儀上進行監測。
4結論
光纖應變傳感器以其相較于傳統傳感器的諸多優勢而被廣泛應用于隧道中。在隧道施工過程中，光纖應變傳感器可以準確監測隧道結構的受力和變形情況，從而為隧道的安全施工保駕護航;在隧道火災檢測報警方面，光纖傳感器以其自動化和網絡化的特點提供良好的服務，從而預防火災和減少火災造成的損失;在隧道健康監測方面，光纖傳感器可以實時監測隧道襯砌結構并進行長距離傳輸，從而使隧道的全壽命健康診斷與評估成為了可能。
參考文獻
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【關鍵詞】 FBG；高應變；樁基檢測；預制樁
【中圖分類號】TU196+.1 【文獻標識碼】 B
Study on high strain detection of precast pile using FBG sensing technology
Qiu Zhenhong
(Shanghai jiangnan architectural design institute co,. ltd ShangHai 201800)
【Abstract】 FBG which has the advantage of high precision, strong ability of anti-electromagnetic, strong adaptive capacity to environment, long service life, etc has become a new advanced detection way in the field of pile foundation and bridge. This paper introduces the measure principle of FBG sensing technology and the implantation process of fiber grating into precast pile. Combined with the specific project, the traditional high strain data and FBG strain data is compared. The results showed that FBG data is suitable for high strain detection.
【Keywords】 FBG; high strain; detection of pile foundation; precast pile
0 引言
樁基檢測中高應變檢測是一項重要檢測內容，通過分析應力應變隨樁身變化情況分析樁身完整性和樁的承載性狀[1-2]。由于采用高應變進行承載力檢測具有工期短、成本低、效率高等特點，促進了高應變檢測法的推廣，但是高應變檢測的精度很大程度上與測試傳感器有關。傳統的電阻式、鋼弦式、電感式傳感器普遍存在靈敏度差、精度低、抗電磁干擾能力弱，受水腐蝕失真或失效等缺點，難以適應現代工程精確檢測的要求。而近年來興起的光纖光柵傳感器則具有精度高、抗電磁干擾、防水防潮、抗腐蝕和耐久性長等特點[3-6]，其體積小、重量輕，便于鋪設安裝，且不存與監測對象不匹配的問題，對監測對象的材料性能和力學參數等影響較小。另外，光纖光柵傳感技術采用光纖進行信號傳輸，傳輸損耗小，容易實現遠距離信號傳輸，正好彌補了傳統檢測技術的不足。本文結合具體的工程實例，將FBG傳感器植入檢測的預制樁中，同時采集傳統
的高應變檢測應變數據和FBG應變數據，并進行對比研究。結果表明：FBG測量數據可靠，具有較好的適用性。
1 FBG傳感技術測量原理
光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating,簡稱FBG）是利用光纖材料的光敏性在纖芯內形成空間相位,光柵其作用的實質是在纖芯內形成一個窄帶的濾波器或反射鏡，使得光在其中的傳播行為得以改變和控制[7]。
圖1 光纖光柵傳感器的構造
如圖1所示，FBG傳感器分布在光纖纖芯的一小段范圍內，它的折射率沿光纖軸線發生周期性變
作者簡介：邱正紅，1982年出生，男，漢族，重慶潼南縣人，工學學士，助理工程師，主要從事巖土工程勘察和基坑設計工作。E-mail：qzh@live.it
化，圖中纖芯的明暗變化代表了折射率的周期變化。光纖布拉格光柵是光纖纖芯折射率沿光纖軸向呈周期性變化的一種光柵。目前已有的基于光纖布拉格光柵的各種傳感器的工作原理都可以歸結為對布拉格光柵中心波長的測量[8-9]，即通過對由外界擾動引起的布拉格光柵中心波長漂移量的測量，得到被測參數；布拉格光柵中心波長與光纖纖芯有效折射率以及光纖光柵長度周期Λ相關[10]即：
(1)
其中：為布喇格光柵的中心波長；為光纖纖芯的有效折射率；為布喇格傳感器光柵的柵距。
圖2FBG傳感器工作原理圖
顯然，寬帶光源的輸入光譜在通過FBG傳感器1后，形成了波谷峰值為的凹陷，而反射光譜則具有波峰。當光柵所在處的光纖產生軸向應變時，柵距變為：
(2)
此時布喇格波長產生相應的變化，它滿足：
(3)
其中：為有效光彈系數,它的值約為0.22。
另外，溫度變化會引起光纖折射率的變化，同時也會引起柵距的變化，當溫度變化為時，將引起布拉格波長產生移動，可以表示為：
(4)
其中：為光纖的熱膨脹系數，；為光纖的熱光系數，。
由(3)、(4)兩式得到同時考慮應變與溫度變化時，所引起的波長移動：
(5)
由此可知，只要測出布喇格波長的變化，就可以得到外界的應變或溫度擾動。
2 預制樁FBG植入工藝
預制樁一般是在工廠制作而成的，特別是預應力預制樁是在預制廠經過先張預應力，離心成型及高壓蒸養等工藝生產而成的高強預制混凝土構件[11]，無法將光纖光柵澆注到其中。在打樁的過程中，由于預制樁管壁與土體的摩擦力很大，將光纖光柵貼在預制樁表面時，很容易造成打樁時光纖光柵被刮斷[12]。本文采用在預制樁表面刻槽后放入光纖光柵再用高強度膠進行密封，這樣既成能保證光纖光柵的成活率，又能保證光纖光柵與預裝樁身變形的一致性。預制樁的FBG植入工藝主要包括以下四個工序。
（1）光纖熔接
在FBG傳感技術測量中，光纖只是進行光信號的傳輸，真正起到測量作用的是光柵的那部分。所以要根據樁長截取相應長度的傳輸光纖與FBG傳感器進行熔接。
（2）刻槽布纖
用開槽機在預制樁身表面沿著布纖路線刻槽，槽寬和槽深以能放入光纖為準(太深容易破壞樁身強度)，光纖放入槽內用502膠水進行定點固定，刻槽布纖如圖3所示。
圖3 刻槽布纖
（3）光纖保護
用高強膠（環氧樹脂）填充槽內進行光柵粘貼和光纖線路保護，在樁端出露的光纖用套管進行保護，將多余的光纖盤繞在樁頭并用緩沖材料進行包裹保護，光纖保護如圖4所示。
圖4 線路保護
（4）打樁對接
將布好光纖的樁按順序進行打入，在樁對接時進行上下兩樁光纖的對接，并將多余光纖盤繞在接頭地方進行強化處理，打樁對接如圖5所示。
圖5 打樁對接
3 工程實例
3.1 工程背景
嘉定區城北大型經濟適用房（南塊）位于上海市嘉定區，住宅樓和配套商業擬采用樁基礎，地下車庫、地下P型站和地下水泵房擬采用抗拔樁。工程主要負責樁基設計參數可行性研究工作。根據設計需要，結合勘察資料，進行現場原位測試，包括：模型樁單樁豎向抗壓、單樁豎向抗拔靜載，錘擊樁高應變跟蹤監測及樁身應力分析，獲得各層土設計參數。
3.2 測試方法
本文主要研究該工程中管樁（管樁樁長13.0m，內徑0.22m，外徑0.4m）的高應變檢測。通過光纖光柵測得應變數據分別與高應變測樁儀導出數據進行對比。樁身應力測量采用光纖光柵應變傳感器。光纖光柵應變傳感器布設：在樁頂以下1m處（-1m)布設一個；在土層交界處6.5m處（-6.5m)布設1個，在樁底以上50cm處（-12.5m)布設1個，FBG傳感器布設如圖6所示。
圖6 FBG傳感器布設圖
高應變初打跟蹤監測試驗按照《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106-2003）進行，測試方法見圖7。
圖7 高應變測試圖
3.3 檢測數據分析
本文選取了一根測試樁，對樁的錘擊高應變數據進行分析。通過預埋在樁身上的光纖光柵測得應變數據分別與高應變測樁儀輸出數據進行對比研究，FBG傳感器測試出的數據曲線如圖8所示。曲線中第一個峰值的出現表示在擊打過程中樁身產生的最大應變，其余峰值是由于擊打過程中余震產生。圖形顯示在-1m處峰值最高，其次-6.5m處，-12.5m處峰值最小。這表明：在被擊打過程中，離測試樁由樁頂至樁底，樁身應變逐漸減小，在樁頂處會產生最大應變，所以在錘擊過程中要加強對樁頂的保護。
圖8高應變時光纖測得應變曲線圖
由于-1m處安裝的FBG傳感器與高應變檢測中的應變片安裝位置接近（檢測傳感器的安裝用膨脹螺栓安裝在距樁頂約2倍樁徑處），將-1m處的FBG測試數據與應變片的數據進行了對比，光纖應變曲線與高應變儀導出應變曲線對比圖如圖9所示。從圖9中可以看出，兩者的曲線較為吻合，這說明FBG傳感技術適用于高應變檢測。
圖9 高應變時光纖曲線與高應變儀導出曲線對比圖
4 結論
（1）本文將FBG傳感監測技術應用于樁基檢測中，將光纖光柵測得應變數據與高應變測樁儀輸出數據進行比較研究。結果表明：FBG傳感數據能較好地適用于高應變檢測，但也存在不足，由于高應變檢測同時需要應變數據和加速度數據，而此次測試只采集了樁身FBG應變數據，如果在樁身相應的位置能安裝FBG加速度傳感，同時采集FBG應變和加速度數據，擬合樁基的承載力與傳統高應變測樁儀測出的樁基承載力進行對比，將是本論文需要深入研究的一個方向。
（2）FBG傳感器可以安裝在樁體的任何位置，如果將FBG傳感技術運用于高應變檢測中，就可以
測得樁體任何位置的應變，而不僅僅局限于樁頂附近。
（3）檢測數據的精確度不但與測試方法有關，還與傳感器的性能有關，FBG傳感器正是由于其高精度、抗電磁干擾能力強等特點得到了工程界廣泛的關注。但是，由于其比較高的價格也限制著它的發展。隨著科學技術的發展，FBG傳感技術將會得到廣泛發展。
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本書為第11屆意大利傳感器與微系統會議的論文集，其中精選了具有代表性的會議論文。這次會議展示了在傳感器與微系統領域的理論模擬與實際應用的最新成果。傳感器與微系統是一個新興的交叉學科，其涉及到物理、化學、材料科學以及生命科學等領域。
本書共分為六部分，第一部分為化學傳感器，主要介紹了：可調諧二極管激光光譜儀原位測量平流層微量氣體；四苯基卟啉在高有序熱解石墨上的組裝：前所未有的吸附壓縮驅動的雙層模式組裝；一種室溫下的基于鉑／氧化銥復合物的氧氣傳感器；聚合物涂層的長周期光柵作為高靈敏度化學傳感器；用于低溫下檢測氫氣的光纖傳感器；溶劑對復合薄膜形貌和傳感特性的影響；納米鈦對氣體的傳感性質；基于二元金屬的碳水化合物傳感裝置；一種快速檢測牛奶中M1黃曲霉素的便攜式熒光計；利用光學傳感器檢測橄欖油的質量；質量標準體系在計劃、設計和實現厚膜氣體檢測器中的應用；基于單壁碳納米管的光纖傳感器；合成且表征用于二氧化氮檢測的納米材料；鉑金元素作為覆蓋層的P型一氧化鈦薄膜用于對氫氣的檢測；包含銀納米簇的氟化聚亞酰胺納米復合薄膜用于對有機氣體的光學檢測等等。第二部分為物理傳感器，主要介紹了荒蕪環境中的固體定位風速計；一種具有濺射內核的二維平面磁通量閥門；一種用于探測RF電場的光學探針；通過拉曼散射來測量多孔硅結構的應力；對熱傳感器的一種十分有效的計算機模擬模型；對硅化鉻應力傳感器的認識。第三部分為生物傳感器，主要介紹了基于不定型硅基器件檢測DNA分子；抑制酪氨酸酶的有機相酶傳感器；用于人瘤病毒檢測的DNA壓電生物傳感器；用于檢測硬質小麥安全型的用戶友好的電化學手持設備；采用SPR成像技術來研究DNA―DNA生物分子的相互作用。第四部分為微米納米技術，主要介紹了實驗室芯片技術對基因進行分析；利用硅基玻璃芯片對化學物質進行快速光學檢測；采用不同導電納米顆粒來控制復合材料聚合物的傳感性質；采用電化學刻蝕硅片的方法制備嵌入式微通道；采用超聲束沉積方式制備具有氣體傳感的金屬氧化物／有機物雜化材料；聚焦離子束刻蝕用于氣體傳感技術；一種模擬IPMC傳感器的軟件工具；對印跡二氧化鈦納米粒子的合成與表征；機車安全與舒適度測量；懸臂梁的強制型阻尼振動。第五部分為傳感器陣列和多重傳感系統，主要介紹了整合型微重力化學物質檢測裝置；采用雜化電子鼻原位檢測硫質噴氣孔火山口噴發的火山氣體；對主要公路旁的漂浮粒子和氧化氮化合物的檢測；多傳感器布局在敵對環境中的機器人。第六部分為傳感器網絡和對傳感器的數據分析，主要介紹了對于無線傳感器網絡的概覽：對ZGIGBEE網絡架構一瞥；動態場景下塵埃傳感器網絡：在城市環境中普遍應用性能的研究；一種配置了IEEE 802.15.4的移動設備的便攜式軟件工具；一種神經光譜分類的光學傳感器；對城市環境污染檢測無線網絡設備的設計；應用多傳感器微型化系統對橄欖油進行評價。
本書幾乎涵蓋了傳感器方面的所有方向，包括化學、物理、生物以及傳感器構架等等。相信從事任何傳感器研究方向的科研人員都會在本書中找到有參考價值的內容。
【關鍵詞】光電測試技術 教學內容研究 電力特色
《光電測試技術》是上海電力學院測控技術及儀器專業的重要專業選修課。它是一門綜合性很強的課程，涉及了光學、電子和計算機等多門學科，也是現代檢測技術重要的發展方向，對培養學生綜合運用專業知識及創新能力起著非常重要的作用。如何在有限的學時內，通過該課程的學習，培養學生達到教學目標，這對教師提出了挑戰。筆者從教學內容的選取和組織安排等方面進行了一定的探索和研究。
一、優選教學內容
光電測試技術課程包涵的知識點很多，并且隨著科技的進步，新的測試技術不斷地出現，需要進一步擴充教學內容。而不同的院校有又不同的背景，在不同的領域上有所側重，需要量體裁衣，合理選擇教學內容。
（一）突出電力特色
上海電力學院的辦學定位與培養目標是主要為社會培養和輸出所需要的應用型技術人才，特別要為電力行業的科技進步服務，培養電力行業所需的第一線的應用型技術人才。為了突出本校的電力特色，尤其考慮到測控技術與儀器專業的部分學生在畢業后會進入電廠等相關電力領域工作，所以在教授內容中加入最新的電力知識是很有必要的。
近年來，光電測試技術的發展可以說是日新月異，新的科技成果不斷涌現，在電力系統中的應用，主要體現在以下幾個方面。
1.火焰圖像檢測器
光學成像技術在燃煤火電廠煤粉爐爐膛火焰視頻監視上的應用，可以直接地反映爐膛內的燃燒情況，給運行人員提供相對直觀的判斷依據，對鍋爐的安全運行和操作起到及時的指導作用。安裝好、調試好、使用好爐膛火焰電視設備，對鍋爐的安全和節能經濟運行都有著非常重要的意義。這部分內容可以和書本教材中的固體成像器件配合起來教學。
2.激光盤煤技術
傳統的煤場存煤量測量方法不僅需要耗費大量的人力和物力，其測量結果也極不準確，嚴重制約了電廠現代化管理水平的提高。目前新型的自動盤煤方法為激光盤煤儀，采用二維高頻率激光掃描儀對料場的表面進行高頻率斷面掃描獲得高密度的斷面數據，結合行程測量器獲得的料場長度和回程測量器獲得的掃描儀偏轉角度數據，實現料場體積的計算、料場三維模型的顯示。在盤煤的實時性和準確性方面都有顯著的改善，取得了比較滿意的結果。[1]該部分內容可以和書本教材中紅外輻射與紅外探測器配合起來教學，還可結合數字信號處理、數字圖像處理等課程對圖像恢復重建等展開探討。
3.光纖傳感技術
光纖傳感技術具有細而柔軟、抗電磁干擾、絕緣性能好、防爆性能好、 耐腐蝕、導光性能好、信號衰減小等特點，可以解決常規檢測技術難以完全勝任的測量問題。分布式光纖傳感技術是隨著“智能結構和智能材料”的需要而發展起來的一項新技術，集傳感與信息傳輸于一體，廣泛應用在電力行業中：電纜狀態監測，如電力電纜的表面溫度檢測監控、事故點定位、電纜隧道、夾層的火情監測等；變電站監測，如母排、橋袈、變壓器、電動機、發電機、配電盤的溫度分布、測量及故障點檢測等；水電站、發電廠監測，如加熱系統、蒸汽、輸油管道；送煤系統的溫度監測和故障點的檢測等等。
光纖傳感技術正好和書本教材的光導纖維與光纖傳感器匹配，在了解光導纖維與光纖傳感器的基本原理后，引入大量的光纖傳感技術在電力系統中應用的工程實例，更好地貫徹了理論聯系實際這一原則，可以使學生思考如何學以致用。
（二）適應科技發展
光電測試技術內容多，知識面廣，又是多學科交互融合、互相滲透的前沿科學。通常情況下，教材對基礎知識、基本原理和基礎效應介紹較多，對具體應用和設計方面則較少；對經典的光電器件介紹較多，新型光電器件較少；傳統技術敘述較多，尖端技術和綜合應用較少。由于種種限制，不可能找到一本非常完美、各方面都滿意的書本教材，我們只能選擇較合適的，在講授基本內容的同時，一定要補充最新的相關內容，將新型的光電檢測器件、新型的光電測試技術和手段、各種光電檢測器件的最新進展和應用等最新相關科研成果融合在教學過程之中，不斷進行教學內容的完善和改進，有效的引導學生了解最新的、最先進的科學內容。比如在中國第一個目標飛行器和空間實驗室——天宮一號與神舟十號飛船實現對接時，激勵學生關注其中所采用的最新光電測試技術。
以上的內容是書本教材所無法包括的，所以我們要結合時代科技的進步，與時俱進，不斷深化教學內容，注意學校的行業特色，關注火電廠及電力設備等的光電測試技術，對于教材上沒有提到的但是有益的內容，一定要在課堂上提出，或者給出相關概念引導學生自己查找所需資料，不斷的通過自制多媒體課件、課外資料等來添加教學內容，給《光電測試技術》注入新的血液，來激發學生的學習興趣。
二、 精心組織教學內容
上海電力學院將該課程核定為32學時，在短課時內，面對如此多的教學內容，需要根據本專業的特點精心組織安排，否則會使得內容雜亂無章，缺少完整性和系統性，讓學生無所適從。
（一）課程認識和章節聯系
首先講解課程的主要內容、結構和各章節的之間的聯系，讓學生對該課程有一個整體性的認識，然后具體到每一個章節。在開始學習前都列出教學要求，學完一章后都有復結，讓學生清楚自己應該達到的標準，也方便期末考試。第一部分光電測試技術的理論基礎是最基礎的內容，尤其是我校未開設《物理光學》《應用光學》等相關課程，學生只是在《大學物理》中接觸過有關光的知識，這部分必須詳細講解。第二部分是常用的光輻射光源，只有這一章是講如何產生光信號的，其中光電測試用主要的光源發光二極管和半導體激光器都是從電信號轉換成光信號，正好與第三部分光電檢測器件是如何進行將光信號轉換成電信號相對應，可以讓學生更換地理解光電轉換。第三部分是各種光電檢測器件的結構原理及應用，要結合它們各自典型的應用系統的分析和設計，使學生對整個知識體系有個更全面、更深刻的理解。
（二）注意知識點的聯會貫通
光電測試技術涉及光、機、電、自動控制等許多領域。如在講到光電器件和集成運算放大器連接時，模擬電子技術中運算放大器的三大特點：“虛短”“虛斷”和“虛地”，如何運用它們來完成電壓放大、電流放大和阻抗變換，而這牽涉深度負反饋的概念，又與自動控制相關。所以在教授新課程的時候，不斷地回顧先前學習過的課程，可以較好地調動學生的參與積極性，不會覺得什么都是新的，都要從頭開始學，能夠溫故知新。
（三）重視實踐教學
《光電測試技術》又是一門實踐性很強的學科，我們積極鼓勵學生參加大學生科技創新活動，堅持課堂教學與課外創新實踐活動相結合，提高學生的設計與綜合分析能力。
例如講解光敏電阻后，先采用浙江英聯科技開發有限公司的YL系列傳感器實驗儀及系統實驗臺開設光敏電阻的特性測試實驗，讓學生先了解光敏電阻的光電特性、伏安特性和光譜響應特性，對書本知識深入掌握后，再鼓勵學生從光敏電阻特點出發自己設計路燈自動點熄電路，通過查找閱讀資料并與實際應用電路比較，能否進一步改進，使其更加智能化、自動化等，最后以小論文的形式提交。這樣不僅加深了學生對基礎知識的理解，拓寬了知識面，更是鍛煉了學生獨立思考和自主創新的能力。
在教學過程中，注意提出在日常生活中的一些光電檢測系統應用實例，可以提高學生學習的熱情。如講到光電開關，就會提到在洗手時，是如何實現手到水出的？除了光電開關外，還有什么器件能夠達到這種效果的？熱釋電器件可不可以？
三、結論
對《光電測試技術》的教學內容進行了探討，通過合理選擇教學內容、注重結合我校電力特色、重視實踐教學，將學生獨立思考能力、動手能力和創新能力的培養融合到專業課教學中，培養適應21世紀全面發展的高素質人才。
【參考文獻】
【關鍵詞】光纖光柵傳感器 數據采集 光纖布拉格光柵
光纖傳感器是通過檢測光信號來測量環境中參量變化（生物量、物理量或化學量），這些參量變化會引起光的傳輸特性變化。光纖傳感器有很多種類，按照傳感機理它可以分為強度型、干涉型和光纖布拉格光柵型這三種。這其中光纖布拉格光柵不僅具有強度型和干涉型的優點，并且具有波長分離能力強、靈敏度高、傳感精度好、抗干擾能力強等優勢。光纖光柵傳感器有著很大的發展前途，它可以在需要精確定位或者是絕對數字測量時，可以構成多光柵空間分布單一光纖傳感網絡系統。
本文研究的基于光纖光柵的數據采集，光纖光柵傳感器即采用的是光纖布拉格光柵，光纖光柵的原理如圖1所示。
光纖布拉格光柵的中心波長隨著外界環境參量的變化而隨之變化，它廣泛應用于壓力、溫度、應變等參數的測量。
一、基于光纖光柵數據采集系統的組成
（一）光纖光柵傳感系統
該系統通過光纖光柵傳感器采集數據，這是該數據采集系統的前提條件。不同功能的光纖光柵傳感器能夠將不同的物理參量如溫度、壓力、應變和加速度等調制為相對應的光柵波長。光纖光柵傳感器輸出光波以后直接通過光纜便可以進行遠距離傳送。
（二）光纖光柵網絡分析系統
該系統作用是將光纖光柵傳感器采集的光信號經光纜的遠程傳輸后，將光信號轉化為數字量并以物理參量的方式在計算機終端記錄、顯示或存入數據庫中。
該系統主要由光開關、光纖光柵解調儀及光纖跳線組成。光纖光柵解調儀的作用是將光纖光柵中心波長解調為數字信號。光開關的主要作用是將多路光信號一起或是分別進入光纖光柵解調儀，這樣就克服了光纖光柵通道數不能滿足工程應用的缺點。
（三）光纖通訊傳輸網絡
該系統由光纜和光纖適配器等組成。光纜是光信號傳輸的通道，光纖適配器連接光纜且損耗很低，這樣就可以避免工程現場的光纖熔接。單橋監控室采用光纜以低損耗方式接連光纜，將遠距離采集的光信號引入中心監控室的數據處理及分析系統上。
（四）數據處理及分析系統
該系統是對采集后的數據進行預處理且分析，為后續系統的基礎。該系統是由軟件系統組成，在現場工控機上運行，為專家評估系統奠定堅實的基礎平臺，是后續工作提供可靠的依據。
二、數據采集系統的設計
在光纖數據采集系統中，首先運用了多線程技術，以保證數據采集、實時顯示界面和數據存儲同時進行；其次，運用數據安全隊列來保護線程之間數據安全傳遞的同時，還要使采集到得數據可以在最快的時間內得到顯示，最后在VS平臺下實現數據采集系統程序，由于VS庫函數和空間豐富，編程環境界面友好，使得軟件不僅界面漂亮，而且開發難度大大的降低。數據采集的流程圖3-5所示。
在基于光纖光柵數據采集系統中，為了使數據采集、儲存和實時顯示同時進行，必須采用多線程技術。此外，還可以采用數據安全隊列使采集到的數據能夠在最快時間實現顯示并能夠保護線程之間數據的安全傳遞。由于VS平臺下庫函數和空間豐富、界面友好，采用VS平臺實現數據采集系統程序可以使開發難度大大降低且軟件界面漂亮。數據采集的流程圖如圖2所示。
三、數據采集系統的程序實現
隨著社會的發展，大型橋梁的安全問題越來越受到人們的重視，為了保證橋梁運行的安全性、可靠性及耐久性等，研究表明，得到科學管理的橋梁有著更好的安全性以及耐用性，橋梁健康監測系統已經是橋梁建設中不可少的一部分，數據采集系統則是整個監測系統的基石。對于橋梁健康監測來說，傳感器具有數量大、種類多，信號采集的儲存實時性高等要求，這樣對于數據采集和處理系統有較高要求。本文以武漢某大型斜拉橋為例，研究基于光纖光柵的數據采集系統的軟件設計及具體實現。
根據要求，傳感器數據采集系統能夠提供監測數據。以某斜拉橋為例的健康監測系統中，系統采用光纖光柵應力傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵位移傳感器、壓電式低頻加速度傳感器等等監測斜拉橋應力、溫度等參數。本文主要針對的是光纖光柵型傳感器，將采集到的光信號通過光纜傳輸后經過解調儀解調，最后通過網口對解調儀采集到數字信號存入數據庫中，為后續監測系統做準備。
光纖光柵解調儀具有以太網接口，根據實際需要進行網絡編程，實現網絡程序有很多種方式，Windows Socket是其中比較簡單的方法。本系統監測對象比較多并且要求系統實時性高，多線程技術可以滿足系統要求，它支持系統一個進程中執行多個線程，多個操作可以在不同線程中同時進行。光信號經解調儀傳輸后是字節流，可以使用memmove函數對字節流進行分解處理。
（一）光纖光柵傳感器的配置
數據采集方案的確定和傳輸方式的選擇一般是根據傳感器空間分布情況確定的。斜拉橋的跨度比較大，一般為幾百米到幾千米，橋上敷設的傳感器的數量種類也特別多，這個時候為了減少信號在傳輸中受到干擾、衰減失真等情況，首先要對傳感器進行配置，再選擇合適的數據采集方案和傳輸方式。
數據采集之前要確定傳感器的總數、解調儀的數量、所需通道數、采樣頻率和存儲頻率等各方面信息。傳感器的總數決定了數據傳輸設備的數量和數據的傳輸方式。傳感器的采樣頻率是由數據處理系統對數據的要求以及數據本身的動態特性決定的。在進行傳感器配置的時，采取四層結構，采用樹形控件，應用如圖3所示。第一層是光纖光柵系統，第二層是光纖光柵解調儀，第三層是通道，第四層是傳感器。在數據采集系統首次運行時要進行初始配置，這樣才能提高系統的運行速率。傳感器配置有兩種方式，一種是在界面進行配置，第二種是修改配置文件的內容。開始配置時首先將配置信息顯示在界面上，對界面進行配置，然后將數據寫入數據庫。
界面的配置步驟為：光纖系統總配置、光纖光柵解調儀配置、通道配置、傳感器配置。將每一個配置的傳感器編號，通過傳感器編號可以查詢具體信息。比如：傳感器的名稱、類別、位置、初始應變、報警上限、報警下限、標定系數、標定斜率、是否要溫度補償、基準波長、標定波長、所屬的解調儀和通道數等信息。
（二）網口采集
武漢某斜拉橋健康監測系統需采集的信號數量大、實時性高、處理較復雜。數據采集系統負責將光纖光柵解調儀的信號通過網口以后，進行數據的采集、分析、轉化為相應數據儲存，為后續的數據分析處理以及安全評估提供可靠地實時數據。本系統是采用開放式Windows系統平臺，軟件開發環境為Visual Studio 2005，把任務分成幾個獨立的線程，使用多線程方式，這樣就能夠保證數據采集的實時性，用戶其他操作也能及時響應，這樣提高了利用率和程序的運行效率。
光纖光柵解調儀主要作用是把光纖光柵中心波長解調出來，解調的機理有很多，本系統采用的解調原理是基于F―P濾波器的原理，基于網口的數據采集技術較成熟，解調儀的通信協議為UDP協議，傳輸速率要求能夠完全滿足系統要求。
對于UDP無連接的數據報服務，客戶機給服務機發送一個含有地址的數據報，客戶機和服務器并沒有建立連接。服務器是通過調用Recvfrom（）等待客戶端數據。基于UDP的socket編程思路為：首先創建套接字（socket），然后將套接字綁定到一個本地端口和地址上，等待接收的數據，最后關閉socket。
根據實際情況開發服務端軟件基于UDP的，UDP能夠提供端口機制便于UDP用戶使用。UDP長度中包括UDP本身長度、源端口、目的端口、用戶數據和UDP校驗等。實際開發，端口號為5000，首先使用“ping”命令判斷測試網絡是否連通，原理為發送UDP數據包給對方主機，對方主機回復是否收到數據報，如果回復及時，則網絡已經連接，軟件流程如下圖4所示。
四、小結
光纖光柵傳感器使用越來越普遍，本文介紹基于光纖光柵傳感器的數據采集監測系統的組成，對數據采集系統進行軟件設計和介紹基于網絡的數據采集的關鍵技術，最后對數據采集系統進行實例應用。
參考文獻：
[1]柳旭.基于光纖傳感技術的橋梁健康監測數據序系統研究：[工學碩士論文].武漢：武漢理工大學，2006
關鍵詞：光纖通訊 教學改革 課程設置
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）14-00-02
近年來，我國信息技術飛速發展，帶來了信息科技與技術高速發展的時代。信息科技產業發展的重點是光纖通信技術，它是一門飛速發展的技術學科。為了適應信息科技飛速發展和通信行業對人才需求的變化，我國許多高等學府都設立了光電信息通信類的專業。這些專業都以光信息科學技術為核心。光信息科學是一門綜合性很強的學科，它包括光子技術、電子技術、通信技術和信息技術等。
光纖是大量信息傳輸的重要媒介和人們實現信息獲取的重要途徑。因此，在其專業課程的設置中，專業的核心主干課程應為光纖類課程，它既是專業類課程也是學科上的特色課程。我國高等學府對光纖傳輸的物理基礎和光纖技術的應用進行全面的闡述并都設置了光纖類學科的課程。但是，由于光纖類學科課程在教學內容、課程設置上與社會所需人才培養上存在著一些問題，致使此類學科的改革刻不容緩。
1 光纖類學科課程體系的構建
當今社會經濟、政治都發生了深刻的變化以及科技飛速的發展導致光電通信行業對人才的需求越來越多樣化。多樣化的人才需求促使我國的高等教育要實行改革，要向基礎化和綜合化的方向不斷地發展。在人才培養上要加強專業基礎理論的設置、擴寬專業口徑的學習和素質教育。要實現寬口徑、厚基礎、強素質、廣適應的信息人才的培養[1]。
1.1 光纖光學是獲取信息的物理基礎
專業的基礎學科是培養過程中傳授學科的基礎知識，是高等教育的基本工作。在人才培養的過程中高等學府設置基礎課程“光纖光學”，為學生提供寬厚的光導纖維的基礎理論知識，討論傳輸的模式理論、模耦合理論和光纖的傳輸特性。在這門專業基礎課程的教學中，我們要著重強調基本理論的講解。基本理論是整個學科的基礎，在講解上要盡量運用實例進行分析，這樣才能讓學生更加透徹地了解基本概念。理論是應用的基礎，只有理論牢固，才能更好地學習以后的光纖技術應用的課程。
1.2 光纖通信和光纖傳感是光纖技術的應用
光纖技術從信息領域的角度考察，主要是設計兩個方面的內容，即信息的傳輸和采集。信息的傳輸是屬于光纖通信技術，而信息的采集則是屬于光纖傳感技術。為了緊跟信息技術的發展，高等學府在教學設計和教學內容的設置上，應隨著光纖信息技術的發展而發生變化。在課程設置上應有正確的定位，要通過光纖的基本原理和光器件原理對通訊網絡進行闡述和講解，使學生能夠掌握光纖通信的基本原理。只有在原理的基礎上方能夠對信息的傳播和采集有深刻的理解。總之在課程的設置上要把握研究光信息科學發展的基本規律與技術專業人才培養的機制，要以科學的方法為基礎，更要把握國內外光纖類學科設置的現狀、問題以及趨勢，調整光纖類課程的結構體系，建立起基礎性強、可操作性強的光纖類學科課程體系[2]。
2 教學課程內容的組織和融合
光纖通訊的人才是具有創新思維和創新能力的高素質、高能力的復合型人才。在光纖系列課程的設置上要針對以上特點并根據光電信息專業人才所需的知識、技術和能力從整體的高度打破傳統的教學模式和課程體系，根據行業所需的人才設置光纖類學科課程，進而將其具體化。此外，還應該解決原來各課程中對單一對象和知識進行整合的問題，避免其內容的重復化，重新建立課程結構體系和內容，將教學的內容有機的結合，使其更加豐富。
2.1 理論教學內容的設置
由于光信息科學的發展有著自身的規律，在光纖通訊的課程的設置上要符合這一規律。在課程設置上要將光纖結構知識模塊化，只有將其具體的模塊化才能更加清晰地進行課程設置，具體分為以下模塊：光纖傳輸理論模塊、光纖特性模塊、光纖器模塊、光纖通信原理模塊、光纖通信技術模塊、光纖傳感原理模塊和光纖傳感應用模塊。見表1。
通過對光纖光學、光纖通訊原理與技術、光纖傳感測試技術等三個課程的教學內容進行重新的組織和編排，使這三個課程相輔相成，形成一體。在對各個課程體系安排的同時要對每個課程的側重點進行明顯的突出，使其做到特點鮮明、協調統一。
2.2 實驗教學內容的設置
現代人才的培養不僅要強調基礎知識、對其創新意識和動手能力都有著一定的要求。實踐教學過程已經成為理工科培養人才的重要環節。光信息學科是一門理論與技術相結合的新型學科，對于教學內容的設置上既要有理論知識，同時也要重視實驗教學項目。在實驗課程的設置上，好的實驗儀器是必不可少的，如應配備光纖熔接機、光時域反射儀、光纖信息及傳感實驗系統等[3]。
（1）光纖基礎操作實驗。光纖基礎實驗是學生要掌握的基本實驗內容。在實操時要在一定程度上能操作整個實驗，這是這個學科實操的重點。基本操作實驗是指：光纖數值孔徑的性質和測量實驗；管線傳輸耗損性質與測量實驗、光源與光纖耦合方法實驗、光纖可調衰減器特性實驗、光纖隔離器特性及參數實驗、半導體激光器和發光二極管特性測試實驗、模擬信號光纖傳輸實驗、數字信號光纖傳輸實驗等基礎的實驗項目。這些實驗都是本學科的基礎，對學生了解光纖的基礎知識有著重要的幫助，應將其內容設置到教學的課程中，要求學生能夠掌握。
（2）特種光纖及模式功率分布傳感原理實驗、光纖分束器參數及MZ干涉儀原理實驗、光纖傳感的壓力測量實驗等。這里技術光纖技術實驗的內容都為必修的實驗內容。
在實驗的操作中學校要給學生提供方便，對儀器的操作教師都應盡量地進行實際的指導，并對實驗室進行全面開放，幫助學生進行仿真模擬實驗。還可以根據學生的特點和興趣點，選擇一些實驗項目或者以組單位自己搭建實驗系統，這樣不僅能夠提高高校儀器是使用率，更重要的是培養學生做實驗的興趣和提升學生實際操作的能力[4]。
綜上所述，光纖通訊是一個綜合性強的學科，對理論和實際操作的能力都有著一定的要求。我們在該學科的設置上要符合光信息科學發展的基本規律，還要結合光信息科學與技術專業人才培養的機制。更要把握我國光纖教學現狀以及問題，根據實際情況，構建適合光纖類課程的結構體系。在整個課程的設置方面要強調基礎、突出應用。要將理論基礎與實踐教學相融合，同時教學改革思路也要遵循該原則對整個課程進行設置。要加強實驗環節，要運用多種教學手段進行創新教育，使學生對原理知識理解的同時，努力提高對應用環節的操作，培養其動手的能力，使其學以致用。同時要有特色的教學內容，讓學生對光纖通訊技術產生興趣，把枯燥的知識變得有趣，使其適應社會的需求。
參考文獻：
[1]敖,馬春波,朱勇,敖發良.光纖通信課程教學改革探討[J].廣西教育,2012(11):37-38.
[2]苗逢春.信息及通訊技術與課程教學整合的國際趨勢與借鑒[J].基礎教育課程,2012(08):9-14.
關鍵詞：智能結構；應用現狀；現代建筑；
中圖分類號：B83文獻標識碼： A
經濟的快速增長，人民生活水平的不斷提高，在推動建筑行業的發展的同時，也對其發展提出了更高的標準。目前在我國大型建筑物日益重要，像高層建筑、大型水壩、地下工程等都需要有一個高強度的骨架作為支撐，才能使建筑物的安全性、實用性得到保障，此時智能土木結構應運而生，并擔當了“土木工程界的知識經濟”。現今，智能土木結構在現代建筑中發揮重要作用的同時，也開辟了土木工程快速發展的新天地。
一、智能結構簡介
在社會高速發展的信息時代，土木工程師把視野轉入信息材料上，開始了將傳感器、驅動材料應用于建筑結構中的探索，以求建筑結構本身穩固性的同時，還能對建筑結構內部進行及時的感知，使人們能及時對建筑物的安全性與穩固性做出更確切的分析，從而做出對該建筑物是維修還是報廢的判斷，這也是人們對智能結構最初的嘗試。現在書籍中對智能結構進行了定義，是指在基體材料中融入具有仿生功能的材料，是最終的材料或者構件滿足人們對其智能化的需要，這種結構就是智能結構。智能土木結構按其材料可分嵌入式智能土木結構和基體、智能材料耦合結構兩種類型。現在建筑工程對智能架構的應用是十分廣泛的，建筑結構中安裝使用智能結構，使建筑物能準確應對外界環境的變化并對自身作出及時的內部調整，特別在遭遇強風或地震時，智能結構對整個建筑物尤其重要。在地震幅度不是很明顯時智能結構實現結構控制一體化的優勢更能充分發揮其作用，此外，智能結構對提高建筑結構的抗震性也發揮著很重要的作用，智能結構在建筑領域的應用對建筑設計、建筑施工及建筑檢測都起著至關重要的作用，智能土木結構保障建筑物的穩固的同時，也保證了人民的生命財產安全。
二、智能結構應用現狀
智能建筑與我國可持續發展觀中生態和諧理念高度契合，所以和其他國家相比，目前我國智能建筑主要功能更加凸顯了環保、節約、可持續發展利用等特點，在運用智能化結構對建筑結構進行設計時更加注重節能減排以及高效低碳能否實現。智能建筑隨著經濟的發展已經成為未來建筑的主要發展趨勢，智能結構作為智能建筑的重要支撐在建筑智能化發展中被廣泛應用，智能結構與傳統的建筑結構有著密切的聯系，智能土木結構以傳統結構為基礎，并以此為依據對傳統結構做了改進，因此對智能結構的應用離不開對傳統結構的理解與掌握。目前，建筑工程中對智能結構的研究有建筑結構的檢測與監控、建筑結構抗震抗風降噪的自控制等，利用智能結構使建筑設備自動化、辦公化，最終實現建筑物全面的擬智能生命化也是今后智能結構在建筑領域的發展方向。
（一）智能傳感元件的應用
土木工程中對建筑物健康檢測時常將傳感元件埋入或粘貼在建筑結構中，在保證檢測結果的準確性的同時，對建筑物的安全性與穩固性作出更確切的評價，得到最精準的數據，從而決定建筑物是維修還是報廢。對于重大土木工程建筑結構，由于修建時間較長，設備一般比較陳舊，傳統的傳感器不能適應此種建筑物的內部環境，這時就需要采用性能較高傳感器對其進行結構及健康的監測。利用光纖、智能材料等制成的傳感器的應用在土木工程發展史上具有劃時代的意義，開辟了土木工程發展史的新篇章。
（二）建筑工程的健康檢測
智能結構在建筑工程結構損傷及健康檢測方面也發揮著重要作用。在土木工程中對建筑物檢測通常采用目測法，此外還常利用超聲波、聲發射、x 射線等技術進行無損檢測，利用這種方法檢測是有很多弊端的，如建筑物內部結構的破損情況、建筑物的實時動態等都不能準確的被監測，不能滿足人們了解建筑物整體狀況的需求，檢測結果往往會失真、檢測效率也低，甚至會出現完全錯誤的檢測結果。現在利用光導纖維、壓電材料、半導體材料等制成的檢測器材，在建筑物內部的傳感器能及時感知建筑物自身狀況，檢測損傷并根據建筑結構損壞過程進行損傷定位，例如建筑物發生損傷，內部出現裂紋，裂紋在外界作用力作用下損傷力度加大，并以聲速失穩擴展，這些都會被由這些特殊材料制成的傳感元件所感知，使人類能準確及時的了解建筑物內部狀況，及時對建筑物進行整體規劃、采取必要措施避免事故發生。
三、智能結構關鍵問題總結及建議
（一）提高智能傳感技術
傳感元件在建筑工程中的應用離不開純熟的傳感技術，因此提高智能傳感技術勢在必行。從仿生學來看，傳感器相當于建筑物的感覺器官，提高智能傳感技術必須增強傳感技術的系統性，提高傳感器感知、處理與識別能力，在此基礎上提高傳感系統的可靠性和靈敏度實現傳感技術的智能化。在建筑工程中要求傳感元件不影響建筑物的結構外形，與建筑材料具有很好的相容性，使對建筑結構的強度影響降到最低，此外還應具有對信號的抗干擾能力，在此基礎上對建筑物的整體狀況能準確感知。
（二）提高智能傳感技術
智能結構系統中主要有傳感元件、驅動元件及乙級控制元件，它們在對整個建筑物內部損傷情況進行定位時常會有一個計算的過程，在計算過程中常采用小波分析技術、時間有限元模型等對連接網絡、數據總線進行定位，最終使傳感器的信息處理和數據傳輸融合。
（三）發展智能控制集成
智能控制系統相當于人類的中樞神經系統的最高級部分大腦，不僅決定著運動系統、感覺系統的有序運行，還擔負著整個腦神經高級功能的運轉。在土木工程內部安裝智能控制集成系統，能使建筑物在遭遇風暴、強降雨等惡劣自然災害情況下，迅速采取應急措施，使損失降低到最小，因此發展智能控制集成技術也是十分重要的。
（四）發展智能驅動技術
驅動在計算機中的應用十分廣泛，所有的硬件設備都需要安裝相應的驅動程序才能正常工作。智能驅動技術能夠對智能結構的形狀和力學原理加以控制，便于對智能結構的管理與規劃。驅動相當于一個入口，只有通過這個入口操作系統才能實現對整個部件的控制，在土木工程中驅動技術發揮著不可小覷的作用，發展智能的驅動技術，才能實現建筑物整體的控制，才能使建筑物的性能更加穩固。在建筑工程中要求所使用的驅動系統材料自身機械性能要高，保障其具有很強的抗沖擊性；再次，驅動材料與建筑材料本身要有很好的兼容性；最后，還應提高驅動速度，便于及時掌握建筑物的狀況。
四、結束語
我國建筑業產值的持續增長推動了建筑智能化行業的發展，目前我國處于智能建筑行業的快速發展期。科學技術的不斷進步，經濟水平的不斷提高，人們對建筑安全性、舒適性、便利性等有了更高層次的要求，者為智能建筑的發展提供契機的同時，也給智能建筑的發展提出了新的挑戰。
土木工程智能建筑結構作為智能建筑的靈魂與支撐，在未來智能建筑的發展中不可或缺，因此，我們在今后智能結構的發展道路上必須用發展的眼光、科學的手段，與時俱進，開拓創新。
參考文獻：
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