中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
為加強響應“中小橋梁結(jié)構監(jiān)測實現(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)測系統(tǒng)技術。這些創(chuàng)新技術旨在推動中小橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的建設進程，為橋梁的安全運營提供堅實保障。
一、 系統(tǒng)亮點
（1）成本更低：通過應用新型專利技術，有效降低了設備本身的成本；采用全橋無線化施工方案，顯著減少了安裝費用；借助智能化的運行管理手段，進一步壓縮了后期的運維開銷。
（2）節(jié)能高效：前端的數(shù)據(jù)采集設備及邊緣計算單元均采用超低功耗設計，并結(jié)合一體化復用和按需觸發(fā)采集等技術，使得整個系統(tǒng)能夠完全依靠太陽能實現(xiàn)全天候不間斷工作。
（3）設備精簡：利用微光成像、超廣視角及亞像素細分等先進技術，單臺動態(tài)撓度測量設備即可覆蓋最大20米的測量寬度，精度達到±0.1mm。這意味著一臺設備就能完成單跨橋梁的監(jiān)測任務，且配套的測量靶標無需額外供電。
（4）架構簡潔：通過對網(wǎng)絡組網(wǎng)、功能模塊、能源供應及處理能力的模塊化設計，輔以前端傾斜安裝、無線自組網(wǎng)和邊緣計算等技術，實現(xiàn)了從前端傳感器到后臺平臺端的整體輕量化。
（5）管理便捷：系統(tǒng)運用了多參數(shù)融合報警、實時圖像抓拍、前端數(shù)據(jù)與視頻本地存儲、AI智能判別、電源智能管理、多網(wǎng)絡穿透等多項深度管理技術，極大地簡化了日常運維管理的復雜度。
（6）精度可靠：動態(tài)撓度在實驗室環(huán)境下的測量精度可達±0.01mm，實際工程應用中也能保證±0.1mm的精度。
二、 系統(tǒng)功能
（1）能源與通訊：系統(tǒng)設計功耗低，既可接入市電，也支持太陽能實現(xiàn)長期穩(wěn)定供電。具備有線網(wǎng)絡、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（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：能夠采集動態(tài)撓度、動態(tài)應變、靜態(tài)應變、振動、支座位移、裂縫寬度、索力、傾角、地震動、環(huán)境參數(shù)等全面的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還能通過485信號、有線或無線網(wǎng)絡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)需求進行配置。
（4）數(shù)據(jù)處理：內(nèi)置野值濾波、滑動平滑等數(shù)據(jù)預處理算法；包含振動基頻提取、動應變溫度漂移剔除等專業(yè)處理算法；具備基于多參數(shù)融合的預警觸發(fā)、圖像抓拍及誤報消除算法；擁有基于邊緣計算的數(shù)據(jù)匯聚、處理與評估能力；可選配邊緣AI計算功能，如車牌識別、交通異常檢測等；支持算法和功能的遠程在線更新（OTA）。
（5）數(shù)據(jù)存儲：具備前端本地滾動存儲功能（存儲周期可配置為1-24個月）；實時監(jiān)控通訊狀態(tài)并支持斷點續(xù)傳；允許遠程訪問和獲取本地存儲的數(shù)據(jù)。
（6）數(shù)據(jù)傳輸策略：支持全量數(shù)據(jù)上傳；支持定時統(tǒng)計特征值（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，可設定觸發(fā)源和閾值，并上傳觸發(fā)前后一段可配置時間內(nèi)的完整數(shù)據(jù)。
（7）平臺兼容性：兼容MQTT、TCP、UDP、HTTP、SOAP等多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，能對接各類平臺；支持多網(wǎng)絡鏈路、多平臺同時接入；支持4G/5G/有線等多種鏈路間的自動切換。
（8）運維管理：提供遠程電源管理；支持在復雜網(wǎng)絡環(huán)境下進行遠程設備狀態(tài)監(jiān)控；具備在復雜網(wǎng)絡環(huán)境下進行遠程更新、配置和管理的能力。
（9）附加功能：集成GNSS（北斗）定位與校時功能；支持網(wǎng)絡NTP校時；提供數(shù)據(jù)加密算法選項。
三、 系統(tǒng)設計
該中小橋梁輕量化監(jiān)測系統(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，打造出一系列可靈活組合配置的新型監(jiān)測產(chǎn)品。
1、設計核心理念
（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，實現(xiàn)按需配置、無縫擴展和便捷升級。
（2）全橋無線化：實現(xiàn)通訊與能源的全無線覆蓋，包括全橋太陽能供電、窄帶/寬帶自組網(wǎng)、4G/5G以及有線網(wǎng)絡的融合組網(wǎng)。
（3）超低功耗：根據(jù)監(jiān)測參數(shù)特性，將系統(tǒng)劃分為高速域和低速域，運用低功耗嵌入式技術，通過CPU主頻自適應、納瓦級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：動態(tài)撓度傳感器采用自主研發(fā)的微光視覺技術，不僅降低功耗，也大幅減少了施工和運維成本（擁有自主專利）；其超寬測量范圍使得在±0.1mm精度下，單臺設備即可完成整橋動態(tài)撓度監(jiān)測。
（5）邊緣智能評估：內(nèi)置基于AI的前端報警自主分析系統(tǒng)，提供便捷的二次開發(fā)接口，支持靈活的遠程算法更新與加載，兼容跨平臺開發(fā)與部署。
（6）智慧運維：運用多網(wǎng)域穿透技術和基于傳感器級別的遠程管理，實現(xiàn)“一點接入，全網(wǎng)管理”，顯著降低運維成本。
（7）高效存儲：通過自研的扁平化二元總線與分布式智能硬盤技術，單臺服務器能達到每秒處理、存儲、分析、查詢50萬條數(shù)據(jù)的業(yè)界領先水平。
（8）便捷接入：支持多平臺一鍵式并行接入。
2、供電與通訊方案
（1）供電：根據(jù)現(xiàn)場條件，可選市電或太陽能供電。太陽能方案可保障全天候不間斷運行。
（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行多鏈路并行傳輸，向不同平臺發(fā)送數(shù)據(jù)。
（3）通訊保障：采用前端存儲與斷點續(xù)傳技術，確保在通訊條件不佳時數(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、運行管理
考慮到中小橋梁健康監(jiān)測點多面廣的特性，傳感器的管理將是巨大挑戰(zhàn)，智能運維成為必然選擇。該系統(tǒng)正是基于多網(wǎng)域穿透技術，實現(xiàn)了對前端設備的深度管理，從而大幅減輕了運行管理的壓力。
中交路橋科技依托勘察、檢測（含特檢）、設計等傳統(tǒng)行業(yè)能力，可提供“檢、診、修、應”的全生命周期綜合一體化服務，推動城市安全風險管理技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應用創(chuàng)新，提升城市安全運行風險隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平，為推動城市安全發(fā)展提供堅實保障。在邁向智慧城市的新時代征程中，中交路橋科技有限公司將始終堅守安全底線，不斷完善和優(yōu)化城市安全運行綜合服務平臺，為城市的平穩(wěn)運行貢獻科技力量。
