中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
一、政策強(qiáng)力驅(qū)動：橋梁健康監(jiān)測從“可選項(xiàng)”到“必答題”
橋梁作為交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，一座橋梁的安全運(yùn)行，關(guān)乎著車流人流的暢通、群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，更影響著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。近年來，國家層面高度重視橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測工作。2020年12月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見》，明確提出到2025年跨江跨?？鐛{谷等特殊橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)全面建立，到2035年公路橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)全面建立的工作目標(biāo)。
2026年以來，交通運(yùn)輸部接連出臺《公路橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)辨識與隱患排查指南 (試行)》《低空無人機(jī)應(yīng)用公路橋梁巡檢技術(shù)指南 (試行)》等政策，為橋梁健康監(jiān)測劃定了明確標(biāo)準(zhǔn)，也讓橋梁健康監(jiān)測從“可選項(xiàng)”變成了“必答題”。這一系列政策組合拳表明，橋梁健康監(jiān)測已經(jīng)從過去的“可選項(xiàng)”變成了當(dāng)下的“必答題”，政策紅利正在加速釋放。那么，為何橋梁必須做健康監(jiān)測？監(jiān)測背后又有著怎樣的深層意義？中交路橋科技又如何以技術(shù)為橋梁筑牢安全屏障？
二、為什么要做橋梁健康監(jiān)測？
傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測方式普遍存在精度不足、預(yù)警滯后、監(jiān)測覆蓋單一等痛點(diǎn)。定期的人工巡檢就像“年度體檢” ，往往難以捕捉突發(fā)病變；而零散的監(jiān)測手段，又容易顧此失彼。橋梁建成后隨著運(yùn)營時(shí)間的推移，橋梁各構(gòu)件將面臨各種損傷及內(nèi)力狀態(tài)的改變，相應(yīng)橋梁的剛度和承載能力就會出現(xiàn)不同程度的衰減。這些損傷和內(nèi)力狀態(tài)的改變?nèi)绻軌虮活A(yù)先警告獲知，并及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、維護(hù)、維修，就不會危及橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營安全；否則在長期疲勞下，多種因素耦合作用可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故。
如果不能對橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測評估，則難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除橋梁結(jié)構(gòu)的安全隱患。一旦橋梁局部失效或整體承載能力不足，勢必影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至造成災(zāi)難性重大事故，造成重大人員和經(jīng)濟(jì)損失。正是為了破解這一困局，構(gòu)建一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、措施合理、實(shí)用經(jīng)濟(jì)、易于管理、開放兼容、符合橋梁運(yùn)營環(huán)境和結(jié)構(gòu)特性的橋梁結(jié)構(gòu)在線健康監(jiān)測系統(tǒng)，顯得十分必要。
三、橋梁健康監(jiān)測的核心意義：從安全守護(hù)到行業(yè)升級的全方位賦能
綜合現(xiàn)代測試與傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信號處理和分析技術(shù)、數(shù)學(xué)理論和結(jié)構(gòu)分析理論等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，可極大地延拓橋梁的監(jiān)測內(nèi)容，并可連續(xù)地、實(shí)時(shí)地、在線地對結(jié)構(gòu)“健康”狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和評估，對橋梁的運(yùn)營安全和提高橋梁的管理水平具有極大的指導(dǎo)意義。
1、實(shí)時(shí)掌握橋梁運(yùn)營狀況：通過對相關(guān)內(nèi)容的監(jiān)測，建立監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握橋梁運(yùn)營狀況，有效保證橋梁的安全。
2、及時(shí)預(yù)警潛在風(fēng)險(xiǎn)：了解橋梁的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力等情況，當(dāng)超過預(yù)警值時(shí)可及時(shí)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)橋梁服務(wù)水準(zhǔn)的實(shí)時(shí)安全報(bào)警，并通知相關(guān)單位及時(shí)采取相應(yīng)措施。
3、為災(zāi)害評估提供依據(jù)：通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，對災(zāi)害進(jìn)行有效評估，給決策者提供相關(guān)依據(jù)，使運(yùn)維方案等更加合理，提高橋梁的使用壽命。
4、優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資源配置：合理配置橋梁養(yǎng)護(hù)維修資源，為降低橋梁運(yùn)營維護(hù)成本提供科學(xué)技術(shù)依據(jù)，保證橋梁檢查維修策略制訂具有針對性、及時(shí)性和高效性。
5、為科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐：通過對橋梁的監(jiān)測，獲取結(jié)構(gòu)應(yīng)變的原始數(shù)據(jù)，為相關(guān)的科學(xué)研究提供相關(guān)數(shù)據(jù)和分析服務(wù)。
6、驗(yàn)證和完善設(shè)計(jì)理論：驗(yàn)證橋梁的設(shè)計(jì)建造理論與方法，以及施工工藝，從而完善相關(guān)設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)程，提高橋梁設(shè)計(jì)及加固方法的設(shè)計(jì)水平和安全可靠度。
四、中交路橋科技：以硬核技術(shù)，打造橋梁健康監(jiān)測智能解決方案
作為深耕工程檢測監(jiān)測與智能預(yù)警領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，中交路橋科技依托先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建了全方位的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)。
1、核心監(jiān)測設(shè)備
（1）位移傳感器：測量橋梁的位移和變形情況，特別是在橋梁的支撐點(diǎn)和關(guān)鍵部位。
（2）應(yīng)變傳感器：監(jiān)測橋梁材料的應(yīng)變（如鋼筋和混凝土的應(yīng)力變化），以評估結(jié)構(gòu)的受力狀況。
（3）溫度傳感器：記錄橋梁的溫度變化，因?yàn)闇囟炔▌涌赡軙绊懡Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
（4）加速度傳感器：檢測橋梁在交通或自然環(huán)境作用下的振動情況。
（5）裂縫傳感器：用于檢測橋梁上的裂縫擴(kuò)展，防止發(fā)生潛在的結(jié)構(gòu)破壞。
2、數(shù)據(jù)采集與分析平臺
通過安裝在橋梁各部位的傳感器采集數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)郊惺降臄?shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲和分析。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、趨勢分析和歷史數(shù)據(jù)比對，可以為橋梁的維修和保養(yǎng)決策提供科學(xué)依據(jù)。
3、報(bào)警和預(yù)警系統(tǒng)
系統(tǒng)能夠根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)，設(shè)置預(yù)警閾值。當(dāng)傳感器檢測到的指標(biāo)超過設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)會自動觸發(fā)報(bào)警，提醒相關(guān)人員采取緊急處理措施。報(bào)警分為三級：
（1）藍(lán)色警示：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)接近或超過橋梁正常使用條件下界限值，但不會對橋梁安全、正常使用和行車安全產(chǎn)生影響時(shí)觸發(fā)
（2）黃色報(bào)警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過橋梁正常使用條件下界限值，且可能對橋梁安全、正常使用和行車安全產(chǎn)生顯著影響時(shí)觸發(fā)
（3）紅色報(bào)警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)接近橋梁結(jié)構(gòu)安全界限值，或者嚴(yán)重影響橋梁安全、正常使用和行車安全時(shí)觸發(fā)
4、可視化界面
提供友好的用戶界面，展示橋梁的健康狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，用戶可通過瀏覽器訪問使用系統(tǒng)，無需安裝額外軟件。
5、輕量化監(jiān)測系統(tǒng)
針對中小跨徑橋梁和資金有限的場景，中交路橋科技還推出了輕量化監(jiān)測方案，具有以下特點(diǎn)：
（1）單橋規(guī)模?。簩?shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)合特殊事件，觸發(fā)報(bào)警，傳感/采集/通訊高度集成。
（2）基礎(chǔ)條件差：優(yōu)先市電，可選用太陽能，混合組網(wǎng)（有線+無線+既有網(wǎng)絡(luò)）。
（3）監(jiān)測指標(biāo)少：AI智能攝像頭、傾角加速度計(jì)一機(jī)多能、光電撓度儀一機(jī)多測點(diǎn)。
（4）維護(hù)分散：簡化數(shù)采，去工控機(jī)，增加邊緣計(jì)算儀。
6、監(jiān)測方式
方法一：傾角儀監(jiān)測：一機(jī)多能，在不增加設(shè)備的情況下，可同時(shí)輸出加速度值和傾角值，為系統(tǒng)的預(yù)警提供多判據(jù)，體現(xiàn)了監(jiān)測系統(tǒng)的輕量化。
方法二：撓度儀監(jiān)測：機(jī)器視覺系統(tǒng)通過機(jī)器視覺產(chǎn)品將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息，滿足非接觸式監(jiān)測要求。
方法三：AI攝像頭監(jiān)測：集成先進(jìn)的AI邊緣計(jì)算終端和BridgeGuard AI模型，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控畫面的實(shí)時(shí)解析和智能判斷，采用自主研發(fā)的深度學(xué)習(xí)圖像識別系統(tǒng)，專門針對橋梁和隧道等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的災(zāi)害事件進(jìn)行監(jiān)測。
7、報(bào)警機(jī)制
系統(tǒng)提供多方式預(yù)、報(bào)警：短信提醒、app提醒、平臺警報(bào)。實(shí)行分等級報(bào)警：三級預(yù)警方案。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警：前端報(bào)警與后臺報(bào)警相互配合，相互補(bǔ)充。報(bào)警信息內(nèi)容包括報(bào)警級別、報(bào)警傳感器編號和位置、報(bào)警監(jiān)測值和報(bào)警閾值。一旦發(fā)生災(zāi)害性事件，現(xiàn)場聲光報(bào)警系統(tǒng)觸發(fā)后可及時(shí)發(fā)布災(zāi)毀信息，及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處置，堅(jiān)決防止發(fā)生次生災(zāi)害。
五、從被動應(yīng)對到主動預(yù)警
中交路橋科技打造的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，通過對橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營環(huán)境的實(shí)時(shí)感知和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的精確分析，不僅為橋梁日常養(yǎng)護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)，更在應(yīng)急管理中發(fā)揮著不可替代的重要作用，助力橋梁管理單位實(shí)現(xiàn)從被動應(yīng)對向主動預(yù)警的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)建立結(jié)構(gòu)健康指數(shù)評價(jià)模型，開發(fā)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)。當(dāng)檢測到潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動調(diào)取工程案例庫匹配處置方案，結(jié)合AR技術(shù)指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)響應(yīng)時(shí)效提升。
