中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)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)。
為加強(qiáng)響應(yīng)“中小橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋”這一工作方針，中交路橋科技已成功研發(fā)并推出一系列面向中小橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)。這些創(chuàng)新技術(shù)旨在推動(dòng)中小橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)程，為橋梁的安全運(yùn)營(yíng)提供堅(jiān)實(shí)保障。
一、 系統(tǒng)亮點(diǎn)
（1）成本更低：通過應(yīng)用新型專利技術(shù)，有效降低了設(shè)備本身的成本；采用全橋無線化施工方案，顯著減少了安裝費(fèi)用；借助智能化的運(yùn)行管理手段，進(jìn)一步壓縮了后期的運(yùn)維開銷。
（2）節(jié)能高效：前端的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及邊緣計(jì)算單元均采用超低功耗設(shè)計(jì)，并結(jié)合一體化復(fù)用和按需觸發(fā)采集等技術(shù)，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠完全依靠太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)全天候不間斷工作。
（3）設(shè)備精簡(jiǎn)：利用微光成像、超廣視角及亞像素細(xì)分等先進(jìn)技術(shù)，單臺(tái)動(dòng)態(tài)撓度測(cè)量設(shè)備即可覆蓋最大20米的測(cè)量寬度，精度達(dá)到±0.1mm。這意味著一臺(tái)設(shè)備就能完成單跨橋梁的監(jiān)測(cè)任務(wù)，且配套的測(cè)量靶標(biāo)無需額外供電。
（4）架構(gòu)簡(jiǎn)潔：通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、功能模塊、能源供應(yīng)及處理能力的模塊化設(shè)計(jì)，輔以前端傾斜安裝、無線自組網(wǎng)和邊緣計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從前端傳感器到后臺(tái)平臺(tái)端的整體輕量化。
（5）管理便捷：系統(tǒng)運(yùn)用了多參數(shù)融合報(bào)警、實(shí)時(shí)圖像抓拍、前端數(shù)據(jù)與視頻本地存儲(chǔ)、AI智能判別、電源智能管理、多網(wǎng)絡(luò)穿透等多項(xiàng)深度管理技術(shù)，極大地簡(jiǎn)化了日常運(yùn)維管理的復(fù)雜度。
（6）精度可靠：動(dòng)態(tài)撓度在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的測(cè)量精度可達(dá)±0.01mm，實(shí)際工程應(yīng)用中也能保證±0.1mm的精度。
二、 系統(tǒng)功能
（1）能源與通訊：系統(tǒng)設(shè)計(jì)功耗低，既可接入市電，也支持太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定供電。具備有線網(wǎng)絡(luò)、4G/5G、LoRa等多種無線通訊方式，從而避免了全橋布線和依賴市電的難題。
（2）工作模式：提供連續(xù)采集、定時(shí)（策略）采集以及觸發(fā)采集三種靈活的工作模式。
（3）數(shù)據(jù)采集：能夠采集動(dòng)態(tài)撓度、動(dòng)態(tài)應(yīng)變、靜態(tài)應(yīng)變、振動(dòng)、支座位移、裂縫寬度、索力、傾角、地震動(dòng)、環(huán)境參數(shù)等全面的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還能通過485信號(hào)、有線或無線網(wǎng)絡(luò)集成其他傳感器或數(shù)據(jù)采集裝置，且采集頻率和參數(shù)均可根據(jù)需求進(jìn)行配置。
（4）數(shù)據(jù)處理：內(nèi)置野值濾波、滑動(dòng)平滑等數(shù)據(jù)預(yù)處理算法；包含振動(dòng)基頻提取、動(dòng)應(yīng)變溫度漂移剔除等專業(yè)處理算法；具備基于多參數(shù)融合的預(yù)警觸發(fā)、圖像抓拍及誤報(bào)消除算法；擁有基于邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)匯聚、處理與評(píng)估能力；可選配邊緣AI計(jì)算功能，如車牌識(shí)別、交通異常檢測(cè)等；支持算法和功能的遠(yuǎn)程在線更新（OTA）。
（5）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：具備前端本地滾動(dòng)存儲(chǔ)功能（存儲(chǔ)周期可配置為1-24個(gè)月）；實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊狀態(tài)并支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳；允許遠(yuǎn)程訪問和獲取本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
（6）數(shù)據(jù)傳輸策略：支持全量數(shù)據(jù)上傳；支持定時(shí)統(tǒng)計(jì)特征值（如最大值、最小值、平均值、變化量等）并上傳，上傳頻率可調(diào)；支持閾值觸發(fā)上傳，可設(shè)定觸發(fā)源和閾值，并上傳觸發(fā)前后一段可配置時(shí)間內(nèi)的完整數(shù)據(jù)。
（7）平臺(tái)兼容性：兼容MQTT、TCP、UDP、HTTP、SOAP等多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，能對(duì)接各類平臺(tái)；支持多網(wǎng)絡(luò)鏈路、多平臺(tái)同時(shí)接入；支持4G/5G/有線等多種鏈路間的自動(dòng)切換。
（8）運(yùn)維管理：提供遠(yuǎn)程電源管理；支持在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控；具備在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)程更新、配置和管理的能力。
（9）附加功能：集成GNSS（北斗）定位與校時(shí)功能；支持網(wǎng)絡(luò)NTP校時(shí)；提供數(shù)據(jù)加密算法選項(xiàng)。
三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該中小橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依托創(chuàng)新型傳感器的研發(fā)，采用了集成化、匯聚化的無縫融合技術(shù)，打造出一系列可靈活組合配置的新型監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。
1、設(shè)計(jì)核心理念
（1）模塊化：將組網(wǎng)、功能、能源、處理能力均模塊化，把中小橋梁所需的全參數(shù)采集分解為可靈活組合的功能模塊，實(shí)現(xiàn)按需配置、無縫擴(kuò)展和便捷升級(jí)。
（2）全橋無線化：實(shí)現(xiàn)通訊與能源的全無線覆蓋，包括全橋太陽(yáng)能供電、窄帶/寬帶自組網(wǎng)、4G/5G以及有線網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)。
（3）超低功耗：根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)特性，將系統(tǒng)劃分為高速域和低速域，運(yùn)用低功耗嵌入式技術(shù)，通過CPU主頻自適應(yīng)、納瓦級(jí)功耗控制及策略采樣算法，確保整體功耗極低。
（4）創(chuàng)新傳感器：動(dòng)態(tài)撓度傳感器采用自主研發(fā)的微光視覺技術(shù)，不僅降低功耗，也大幅減少了施工和運(yùn)維成本（擁有自主專利）；其超寬測(cè)量范圍使得在±0.1mm精度下，單臺(tái)設(shè)備即可完成整橋動(dòng)態(tài)撓度監(jiān)測(cè)。
（5）邊緣智能評(píng)估：內(nèi)置基于AI的前端報(bào)警自主分析系統(tǒng)，提供便捷的二次開發(fā)接口，支持靈活的遠(yuǎn)程算法更新與加載，兼容跨平臺(tái)開發(fā)與部署。
（6）智慧運(yùn)維：運(yùn)用多網(wǎng)域穿透技術(shù)和基于傳感器級(jí)別的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)接入，全網(wǎng)管理”，顯著降低運(yùn)維成本。
（7）高效存儲(chǔ)：通過自研的扁平化二元總線與分布式智能硬盤技術(shù)，單臺(tái)服務(wù)器能達(dá)到每秒處理、存儲(chǔ)、分析、查詢50萬(wàn)條數(shù)據(jù)的業(yè)界領(lǐng)先水平。
（8）便捷接入：支持多平臺(tái)一鍵式并行接入。
2、供電與通訊方案
（1）供電：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可選市電或太陽(yáng)能供電。太陽(yáng)能方案可保障全天候不間斷運(yùn)行。
（2）通訊：可選有線專網(wǎng)、有線互聯(lián)網(wǎng)或4G/5G無線通訊，也可組合多種模式進(jìn)行多鏈路并行傳輸，向不同平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。
（3）通訊保障：采用前端存儲(chǔ)與斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)，確保在通訊條件不佳時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
（4）協(xié)議兼容：適配所有傳感器和主流平臺(tái)的通訊協(xié)議。
（5）數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)傳輸可選擇不加密，或采用DES、AES等加密方式。
四、運(yùn)行管理
考慮到中小橋梁健康監(jiān)測(cè)點(diǎn)多面廣的特性，傳感器的管理將是巨大挑戰(zhàn)，智能運(yùn)維成為必然選擇。該系統(tǒng)正是基于多網(wǎng)域穿透技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前端設(shè)備的深度管理，從而大幅減輕了運(yùn)行管理的壓力。
中交路橋科技依托勘察、檢測(cè)（含特檢）、設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)行業(yè)能力，可提供“檢、診、修、應(yīng)”的全生命周期綜合一體化服務(wù)，推動(dòng)城市安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新，提升城市安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平，為推動(dòng)城市安全發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。在邁向智慧城市的新時(shí)代征程中，中交路橋科技有限公司將始終堅(jiān)守安全底線，不斷完善和優(yōu)化城市安全運(yùn)行綜合服務(wù)平臺(tái)，為城市的平穩(wěn)運(yùn)行貢獻(xiàn)科技力量。
