摘要：在校园、政企单位、景区、广场等开放场所，旗杆是日常展示形象的重要结构。然而在强风或台风天气下，旗杆受风力冲击易出现剧烈晃动甚至断裂、倾倒的风险。为保障旗杆及周边人群和设施安全，建设一套基于高精度倾角监测+4G无线传输+实时预警平台的旗杆结构健康监测系统势在必行
一、方案介绍
在校园、政企单位、景区、广场等开放场所，旗杆是日常展示形象的重要结构。然而在强风或台风天气下，旗杆受风力冲击易出现剧烈晃动甚至断裂、倾倒的风险。为保障旗杆及周边人群和设施安全，建设一套基于高精度倾角监测+4G无线传输+实时预警平台的旗杆结构健康监测系统势在必行。
二、监测目标
实时监测旗杆的摆动角度、方向及频率；识别大风下旗杆临界结构状态；联动风速监测，分析风致共振情况；提前预警，辅助应急处置。三、需求分析
由于旗杆细长高耸、重心集中，其结构在大风中极易产生周期性摆动，长期累积或达到共振点，存在结构疲劳或金属断裂的风险。传统人工巡查难以及时响应大风突发状况，急需自动化、全天候在线监测手段。
四、监测方法
在旗杆中部或顶部安装三轴倾角传感器，获取X/Y/Z轴方向的倾斜变化；配套风速风向仪，同步采集外部风力情况；使用4G数据采集终端，以每秒或自定义频率实时上传数据至云平台；平台结合历史数据模型，分析摆动趋势、识别异常波动、判断是否接近危险阈值；系统自动触发短信、微信或平台推送预警。五、应用原理
风力作用在旗杆表面产生周期性横向负载，使旗杆在其固有频率范围内发生谐振。若风速频率接近旗杆自身结构频率，则会导致共振现象，摆动加剧，甚至断裂。通过传感器采样并对比当前与历史风载数据，可识别危险临界位移点和倾角范围，从而实现主动预防。
六、功能特点
高灵敏倾角监测：精度高达0.1°，小幅度变形也能感知；智能风力关联：结合风速变化分析结构响应；4G无线通讯：无需布网，适用于露天远程环境；全天候预警系统：支持实时告警、阈值自定义；数据可视分析：趋势曲线、波形识别、一键导出；模块化设计：安装便捷，维护简单，适应性强。七、硬件清单
名称
数量
描述
三轴倾角传感器
1
监测旗杆在三维空间内的倾斜角度
风速风向传感器
1
监测实时风速及风向
4G无线数据采集终端
1
采集并远程传输数据
太阳能供电系统
1
提供长期野外稳定电源
防护壳及安装支架
若干
防水防腐蚀保护与固定设备
八、硬件参数（量程、精度）
设备类型
量程/范围
精度
倾角传感器
±90°
±0.1°
风速传感器
0~70 m/s
±0.2 m/s
风向传感器
0~360°
±3°
通信方式
4G/全网通
实时秒级上传
工作环境温度
-40℃ ~ +85℃
工业级稳定
九、方案实现
勘查现场旗杆结构并选取安装位置；将倾角传感器牢固粘贴或绑设于旗杆上端或中部；风速仪与数据采集终端安装于附近杆件或灯柱顶部；系统供电采用太阳能+锂电储能，全天候运行；后台设置数据采集频率、告警阈值及推送机制；启动系统后即自动运行，无需人工干预。十、数据分析
实时展示旗杆摆动角度折线图；自动计算最大摆动角度、持续时间及风速对应值；分析风致结构周期响应，识别是否为共振振幅；数据可导出，供结构安全评估、设计优化等使用。十一、预警决策
倾角超过设定值（如10°）立即报警；摆动持续性异常、风速突升亦触发告警；预警可通过短信、APP、微信或平台自动发送；可对接LED警示牌、广播系统联动发布现场警告。十二、方案优点
实时性强、精度高，可有效评估大风期间旗杆状态；避免突发倒杆事件，保障人群与财产安全；无线部署灵活，无需外部通信网络；平台化管理，支持多点同时监管；可与监控视频、广播系统融合联动控制。十三、应用领域
政府单位、学校、景区等高旗杆区域；城市广场、会展中心、体育馆周边旗杆监控；港口码头、海岛基地、高风区野外结构体；机场、边检站、国防营区等涉旗重要场所。十四、效益分析
类别
内容
安全保障
及时发现大风隐患，防止旗杆倒塌砸人事件
智能管理
实现旗杆生命周期健康监测，提高日常运维管理效率
应急响应
快速告警预判台风危险等级，辅助现场防范与决策
数据价值
积累风载影响结构响应数据库，支撑智慧城市风险地图建设
十五、案例分享
广州CBD超高旗杆监测试点工程：部署于某金融中心广场，风速监测达70m/s，旗杆高达40米。系统在“苏拉”台风期间成功捕捉连续30分钟临界摆动，提前3小时预警，安排了周边疏散及结构检查，有效预防安全事故，赢得用户高度评价。
来源：厦门涉川
