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、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
橋梁是交通運輸?shù)难屎?，在現(xiàn)代交通中發(fā)揮著關(guān)鍵性和控制性作用。經(jīng)過幾十年飛速發(fā)展，我國公路橋梁數(shù)量早已位居世界第一。但是，作為橋梁大國，橋梁管養(yǎng)體量之大、任務(wù)之重，已然成為世界級難題。為此，我國制定了《交通強國建設(shè)綱要》、《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》等重要國家戰(zhàn)略，要求公路交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型，國家交通主管部門也相應(yīng)出臺了《推進BIM技術(shù)指導意見》、《開展公路BIM技術(shù)應(yīng)用示范工程建設(shè)》、《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》等一系列重要政策，強調(diào)必須通過應(yīng)用新的技術(shù)，新的手段，實現(xiàn)科學管養(yǎng)，確保橋梁安全運營。
在役橋梁數(shù)字化、智能化運維技術(shù)是行業(yè)內(nèi)的重大需求。然而，公路橋梁數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就的，而是一個現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)交通運輸產(chǎn)業(yè)不斷融合的過程，是一個目標與手段共生互動的過程，也是一個隨著技術(shù)進步不斷提升的演進過程。因此，在這個過程中，需要不斷探索，把握公路橋梁的基本特點，把握數(shù)字化應(yīng)用的基本特征，打通技術(shù)應(yīng)用與需求的結(jié)合點，實現(xiàn)“從設(shè)備設(shè)施到軟件系統(tǒng)、從業(yè)務(wù)流程到數(shù)據(jù)模型、從經(jīng)驗角色到數(shù)據(jù)賦能”的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)變。
下面，結(jié)合多年研發(fā)以及廣泛的試點應(yīng)用情況，對在役橋梁數(shù)字化、智能化運維幾項技術(shù)作一簡單介紹：
一、基于BIM的橋梁資產(chǎn)及運維數(shù)字化系統(tǒng)。
BIM技術(shù)的數(shù)字化、可視化特性，為管理質(zhì)量提升、數(shù)據(jù)交付轉(zhuǎn)移提供了便利。為了提升BIM技術(shù)在橋梁管養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進科學管養(yǎng)，實現(xiàn)降本增效目標。我們研發(fā)基于BIM的橋梁資產(chǎn)及運維數(shù)字化系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要特點是：通過輕量化、批量化建模，實現(xiàn)橋梁資產(chǎn)及運維的三維數(shù)字化管理；通過推進橋梁運維信息化管理方式從二維向三維的升級，提升橋梁養(yǎng)護信息數(shù)字化水平，提升可視化、數(shù)字化管理能力；通過系統(tǒng)功能展示和管理橋梁歷史病害的動態(tài)發(fā)展及橋梁運營狀況的變化過程，做到橋梁不利狀態(tài)的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早處理，確保橋梁管養(yǎng)的及時性、便利性和高效性。
該系統(tǒng)是行業(yè)首個基于輕量BIM技術(shù)，立足于典型梁式混凝土橋梁橋群的數(shù)字化管養(yǎng)平臺，平臺實現(xiàn)了橋梁資產(chǎn)的三維數(shù)字化管理、定檢數(shù)據(jù)的三維化、數(shù)字化錄入、基于全生命周期的病害數(shù)據(jù)動態(tài)管理，可為橋梁科學管養(yǎng)決策提供精準的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)具有平臺數(shù)據(jù)展示、統(tǒng)計分析、橋梁分幅評價功能及病害全生命周期動態(tài)展示和管理功能，支持基于橋梁全生命周期理念的病害動態(tài)管理。
該系統(tǒng)主要為橋梁管養(yǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供重要的技術(shù)支撐和解決方案。系統(tǒng)包含適應(yīng)管養(yǎng)需求的輕量建模軟件、基于橋梁模型的三維智能采集終端、橋梁資產(chǎn)及運維數(shù)字化管理系統(tǒng)。創(chuàng)新點：
（1）通過輕量化技術(shù)建立典型梁橋部構(gòu)件模型庫和參數(shù)庫，實現(xiàn)快速低成本橋梁輕量BIM建模，為橋梁三維數(shù)字化管理奠定數(shù)字底座基礎(chǔ)；
（2）以橋梁模型為底座，通過本項目開發(fā)的三維智能采集錄入終端，實現(xiàn)橋梁檢測及運維信息的標準化、可視化、數(shù)字化錄入，信息直接上傳系統(tǒng)，提升檢測質(zhì)量和效率；
（3）基于BIM的橋梁資產(chǎn)及運維數(shù)字化管理系統(tǒng)以數(shù)字化、三維化、可視化的形式展示和管理橋梁資產(chǎn)及運維信息。
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二、基于數(shù)字圖像技術(shù)的橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)。
基于數(shù)字圖像技術(shù)的橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)是融合數(shù)字圖像、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、4G/5G等信息技術(shù)，對特大橋橋塔、索（桿）、梁體等重要部位和阻尼器、伸縮縫、支座等重要構(gòu)件的時程位移等信息實現(xiàn)基于視頻的可視化、數(shù)字化監(jiān)測的一套新型監(jiān)測系統(tǒng)，可更精準、更高效、更低成本的實現(xiàn)特大橋梁實時安全監(jiān)測和預(yù)測預(yù)警。
基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的輕量化監(jiān)測系統(tǒng)特點：
(1)、數(shù)據(jù)輕：自動邊緣計算,無效數(shù)據(jù)邊緣過濾；
(2)、硬件輕：傳感器所見區(qū)域即可數(shù)字化表達,監(jiān)測范圍更大,內(nèi)容更豐富,少量硬件即可覆蓋主要監(jiān)測區(qū)域；
(3)、工作量輕：非接觸式安裝,安裝維護方便；
(4)、費用輕：硬件可靠,傳感器數(shù)量少,維護工作小,綜合費用低；
(5)、邊界影響輕：核心算法保證亞像素級別特征識別,模態(tài)識別消除邊界影響。
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三、特大橋梁底自動化檢查系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)橋梁梁底自動化、精準化、數(shù)字化、智能化檢測目標，我們研發(fā)了特大橋梁底自動化檢查系統(tǒng)。具體內(nèi)容：
一是部署輕型車載底盤或者桁架平臺等形式的運動機構(gòu)，搭載多傳感融合的高分辨率組網(wǎng)陣列相機采集末端，同時開發(fā)采集控制系統(tǒng)開發(fā)（包含桁架運動同步控制系統(tǒng)、云臺控制系統(tǒng)、相機同步觸發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)），形成自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對梁底表觀進行自動化采集。
二是開發(fā)圖像處理系統(tǒng)（包含：圖像空間定位模塊、深度學習病害智能篩選模塊、圖像拼接處理模塊、病害量測和標記模塊、病害三維數(shù)字化展示和管理模塊），部署智能化的圖像數(shù)據(jù)處理分析軟件，進行自動處理分析。
該系統(tǒng)集成自動控制技術(shù)、高清攝像技術(shù)以及圖像病害智能檢測技術(shù)，可實現(xiàn)橋梁梁底高清圖像的自動采集及圖像數(shù)據(jù)的自動處理分析，為科學養(yǎng)護提供決策支持。
基于BIM的橋梁資產(chǎn)及運維數(shù)字化系統(tǒng)適用于我省橋梁的數(shù)字化管養(yǎng)；基于數(shù)字圖像技術(shù)的橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)，適用于普通梁橋輕量化監(jiān)測系統(tǒng)和特大橋關(guān)鍵約束裝置的監(jiān)測；特大橋梁底自動化檢查系統(tǒng)適用于特大橋梁底自動化檢查，提高檢查的質(zhì)量和安全性。
目前，特大橋梁底自動化檢查系統(tǒng)已經(jīng)在浙江省西堠門跨海特大橋、湖南省廈蓉高速公路赤石特大橋、官新高速公路雪峰湖特大橋等橋梁得到應(yīng)用，效果良好。
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來源：湖南省交通運輸廳
