爆破监测振动采集方案

1. 记录爆破全过程振动波形（加速度/速度）并计算PPV（各方向与合成）、RMS、持续时间、能量谱。
2. 实时判断是否超过设定阈值并触发预警/联动处置（停止后续装药/通知相关部门）。
3. 分析振动频谱与主频，判断对周边结构、设备可能的损伤风险。
4. 提供可导出的合规监测报告（含原始波形、频谱、1/3 倍频程、PPV表、事件记录、GPS时间戳等）。

1. 场勘：记录周边敏感目标（建筑/古树/管廊/精密设备/交通枢纽）和其坐标、材质、结构、距爆点距离。
2. 基线测量：在无爆破或爆破前48–72小时内做连续背景记录（至少24小时）—用于后续辨别爆破信号与环境噪声。
3. 阈值确定：依据国家/行业规范、项目合同和结构敏感性，拟定PPV、RMS、频谱等预警与报警等级（下详“预警策略”）。
4. 通信与权限：确认监管部门/甲方/施工方联系人与联动流程、报警联系人、允许的试验/空爆窗口。

• 传感层：地面三轴速度计或三轴加速度计（现场可采用速度计直接测速度，或加速度计后端积分得到速度）。
• 采集层（边缘）：带GPS/北斗时间同步的多通道数据采集器（ADC 24-bit 优先），支持事件触发录波与常规小样本上报。
• 通信层：优先有线以太网/光纤；无网络处采用4G/5G或卫星通信作远程上传。
• 平台层：云端/本地服务器的实时监控平台，支持波形回放、频谱、1/3 倍频程、PPV表、自动报告导出、API对接。
• 报警联动：短信/电话/微信/工单、声光报警器与现场摄像联动录影。

• 三轴速度计（preferred）：直接输出速度，避免积分漂移。量程建议 0.1 mm/s — 500 mm/s，可按爆破规模选择；分辨率 ≤0.001 mm/s。频率响应 0.5 Hz–2000 Hz（实际常用 0.5–200 Hz）。
• 三轴加速度计（备用/补充）：量程 ±2 g/±5 g，频率响应 0.5–5000 Hz，便于高频冲击分析。后端做积分以得到速度。
• 地质/支撑感测（选配）：位移计、裂缝宽度计、应变计用于敏感构筑物长期监测。

1. 关键点位：爆心附近（基坑边/台阶处）、周边敏感点（建筑基座、管廊、古建筑基础、精密设备楼层）。
2. 参考点：在爆破基点沿径向布设多点（至少3点），以便做能量衰减/方向判别。
3. 近区/远区：近区（<50 m）和远区（>50 m）均考虑，近区优先竖向与水平各一。
4. 安装方式：速度计/加速度计需刚性固接于混凝土或岩石面（非松散土/薄板），用膨胀螺栓或灌胶底座，确保耦合良好。室内设备可贴装在混凝土楼板、墙体锚固。

• 采样率（fs）：建议 ≥2000 Hz（若只关注低频可 1000 Hz，但爆破冲击含高频分量，推荐 2000 Hz）。
• ADC 分辨率：≥24-bit。
• 时间同步：GPS/北斗时间戳，精度 ≤1 ms。
• 事件录波模式：触发前后窗口（Pre-trigger 1–2 s；Post-trigger 根据波形持续设定 10–60 s）。
• 连续监测：常态 1 Hz 指标上报（RMS、瞬时PPV估算），事件时上传全波形。
• 滤波：原始波形留存；在线计算常用带通 1–100 Hz / 0.5–80 Hz 等与规范口径一致。并行保留全带数据做后处理。
• 触发阈值：边缘机设定低阈值触发上传（例如瞬时速度 > 0.5 mm/s），平台或专家再做合成判定。

• 单轴：$PPV_x=\max_t |v_x(t)|$（同理 y、z）
• 水平合成：$PPV_H=\max_t\sqrt{v_x^2+v_y^2}$
• 矢量合成：$PPV_{vec}=\max_t\sqrt{v_x^2+v_y^2+v_z^2}$
  记录峰值时刻与对应方向矢量角（atan2）。

• 计算区间 RMS（例如 1 s、5 s、10 s）用于代表平均能量水平。
• 累积冲击能量（如积分 v^2 over time）用于疲劳风险评估。

• FFT、短时傅里叶（spectrogram）以识别主频、谐波、冲击能量分布。
• 1/3 倍频程分析用于符合VC/振动舒适性与设备敏感性判定。

• 在 PPV 峰值时刻计算水平方位角 $\theta=\operatorname{atan2}(v_y,v_x)$；对多点到时差和方位估计震源方向（到时法或时差反演）。

• 用统计/频谱特性区分爆破波与背景交通/机械噪声（爆破波通常具高幅短时冲击和明显包络特征）。结合时窗能量比、包络峭度等特征做自动判定。

注：具体阈值需结合国家/地方规范与结构敏感性现场校准；以下为常见参考区间（单位 mm/s）：

• 民用建筑一般限值（示例）：PPV ≤ 20–30 mm/s（靠近结构取较低值，精密设备楼层取更低）。
• 古建筑/文物：PPV ≤ 3–6 mm/s（更严格，结合本体脆弱性）。
• 安全操作阈值（分级建议）：
  • 绿色（正常）：PPV_vec < 2 mm/s 或低于事前基线波动；
  • 黄色（关注）：2 ≤ PPV_vec < 5 mm/s（建议复核药量/间距）；
  • 橙色（预警）：5 ≤ PPV_vec < 12 mm/s（触发现场停工复核）；
  • 红色（报警）：PPV_vec ≥ 12–20 mm/s（立即停止后续装药并启动应急处置）。

1. 实时显示：平台显示各监测点的即时PPV（x,y,z,合成）、RMS、频谱与事件列表。
2. 事件触发：任一点超低阈值 → 边缘机上传波形与摘要 → 平台自动计算合成PPV并按预设策略判断等级。
3. 报警联动：超警等级时自动发送短信/电话/APP推送、触发现场声光并抄送监管单位与施工方联系人。
4. 施工控制接口：可联动施工控制系统（如暂停后续装药、暂停发药或现场强制中断信号输出）。
5. 手工审核：平台允许专家在线复核原始波形，生成判定报告（自动 + 人工双层判定降低误报）。

1. 原始波形（全带）按事件归档保存（不少于 X 年，建议 3–7 年或合同要求）。
2. 自动生成报告模板：事件编号、时间戳（GPS）、监测点表、PPV 表（各轴与合成）、频谱图、1/3 倍频程表、场照与定位图、结论与建议。
3. 报告签名：监测人员与独立第三方（如需要）签字确认，便于后期索赔或行政核查。

• 传感器与采集器出厂校准并提供证书；现场安装后做一次系统功能校验（校准值/噪声基线）。
• 定期校验周期：常用传感器 6–12 个月；关键项目建议 6 个月。
• 数据完整性监控：平台校验时钟同步、采样丢包、噪声异常并生成设备健康报表。
• 施工期间建议保留至少一名监测工程师或第三方监测单位在场负责波形审核与即时沟通。

1. 爆破监测为安全敏感业务，所有操作需遵从施工监管流程与应急预案。
2. 传感器与采集箱上需做防雨、防尘、防震、防盗与接地避雷处理。
3. 数据传输与存储需符合信息安全管理要求（传输加密、权限分级）。
4. 对于城市爆破或靠近重要设施的爆破，建议聘第三方监测单位或与监管部门联合监测。

1. 试爆验收：首场爆破为试爆，重点验证传感器布点、触发与上传、阈值适配、报警流转。
2. 基线修正期：试运行 1–3 周收集基线数据，视情况调整阈值与触发策略。
3. 后评估：每轮爆破后做数据复核与损伤风险评估，必要时对周边设施进行表面/结构复检。
4. 持续优化：结合历史大数据建立现场特征模型，逐步引入自动分类（爆破/交通/施工噪声）与预测分析。

• 三轴速度计 × 6（视规模与敏感点位增减）
• 备用三轴加速度计 × 2
• 24-bit 多通道数据采集器（支持 8–16 通道） × 1
• GPS/北斗时间同步器 × 1
• 4G/5G 通信模块或以太网模块 × 1
• 供电（UPS 或太阳能 + 蓄电池）系统
• 防护箱、支架、接地与避雷装置
• 云平台账号与报警接入（短信/邮件/API）
• 现场安装与调试服务、校准证书及培训文档

• PPV_vec 计算公式如上（见第七部分）。
• 若现场三轴速度峰值为 vx=3 mm/s, vy=4 mm/s, vz=1 mm/s，则：
  • PPV_H = sqrt(3^2+4^2)=5 mm/s；PPV_vec = sqrt(3^2+4^2+1^2)=√(26)=5.099 mm/s。
• RMS（1 s 窗口）示例：若 v(t) 平方和积分/平均后开方得到 0.8 mm/s → 记录为 0.8 mm/s。

• 城市拆除爆破：靠近居民/古建处布设高密度点位（每30–50 m 一个），阈值严格且需第三方联合见证。
• 矿山日常爆破：沿采场环线多点监测以估算能量衰减规律并优化装药参数。
• 隧道爆破：隧道内外同时监测，重点关注拱顶与支护锚杆受振情况，结合应变计综合判断。

1. 传感器与采集器设备清单、校准证书。
2. 现场安装点位图与设备编号表。
3. 云平台账号与操作手册（含报警配置）。
4. 初期基线数据与阈值建议报告。
5. 每次爆破自动生成的监测报告（含原始波形、PPV/RMS/频谱/结论）。
6. 运维与校准计划文档。