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(tuán)企業(yè)。
橋梁是公路或城市道路的重要組成部分，作為跨越障礙（如河流、山谷）的關(guān)鍵構(gòu)造物，直接關(guān)系到道路網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和通行效率，其重要性體現(xiàn)在連接交通、保障安全及促進(jìn)區(qū)域發(fā)展等方面。橋梁經(jīng)過長期負(fù)荷使用，橋梁結(jié)構(gòu)難免會因各種原因發(fā)生損傷，從而降低橋梁的安全性能，因此，需要采用有效的技術(shù)手段進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和評定其安全狀況，并且及時修復(fù)和控制結(jié)構(gòu)損傷，保障行車安全，延長橋梁使用壽命。
中交路橋科技橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)由物聯(lián)網(wǎng)（傳感器）系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸與處理、結(jié)構(gòu)分析與評估系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)等組成。綜合多個學(xué)科領(lǐng)域的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點以及潛在的風(fēng)險因素，構(gòu)建橋梁健康監(jiān)測傳感網(wǎng)，可連續(xù)地、實時地、在線地對結(jié)構(gòu)“健康”狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和評估，及時發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)健康的安全隱患，確保運(yùn)營安全，為運(yùn)營管理單位提供橋梁養(yǎng)護(hù)管理輔助決策。
1、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
橋梁健康監(jiān)測傳感器系統(tǒng)的選擇應(yīng)與監(jiān)測項目相匹配，一般包括：
（1）環(huán)境監(jiān)測設(shè)備：主要目標(biāo)在于監(jiān)測橋梁所處的氣象環(huán)境及物理化學(xué)環(huán)境等。所使用的傳感器有:電阻式溫度計、濕度計、酸性氣體監(jiān)測儀、酸堿度(PH值)傳感器、鋼筋銹蝕監(jiān)測裝置等。
（2）位移監(jiān)測傳感器：用于監(jiān)測橋梁各部位的靜態(tài)位置和靜態(tài)位移等。所使用的傳感器有:位移計、傾角儀等。
（3）結(jié)構(gòu)靜、動力反應(yīng)監(jiān)測傳感器：用于監(jiān)測橋梁在溫度、不均勻沉降及荷載等作用下的應(yīng)力、應(yīng)變等反應(yīng)，解決可靠性評估中的效應(yīng)監(jiān)測問題。常用的傳感器有:應(yīng)變傳感器、拉壓力傳感器等。
2、數(shù)據(jù)傳輸與處理
橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸與處理主要包括外場數(shù)據(jù)采集計算機(jī)系統(tǒng)、通訊傳輸光纜等。外場數(shù)據(jù)采集計算機(jī)系統(tǒng)對被測物理量量測結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理(如量測結(jié)果的修正換算，主應(yīng)變計算等)并形成數(shù)據(jù)文件，通過通訊光纜傳輸至管理指揮中心。
（1）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
數(shù)據(jù)傳輸是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，它涉及從工程結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)場物理設(shè)備或傳感器到云平臺、或服務(wù)器的數(shù)據(jù)流動。中交路橋科技數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以通過多種通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行，包括Wi-Fi、Zigbee、LoRa，NB-oT、5G等，這些技術(shù)和協(xié)議的選擇通常依據(jù)應(yīng)用場景、設(shè)備類型、傳輸距離以及帶寬要求等因素來決定。
（2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)處理體統(tǒng)融合本地邊緣計算、多模多頻高精度算法、AI算法等，對監(jiān)測進(jìn)行初篩，剔除異常數(shù)據(jù)，只保留有效數(shù)據(jù)，通過相關(guān)性系數(shù)計算與分析、共線性診斷等綜合評價橋梁監(jiān)測指標(biāo)變化量，并預(yù)測變化趨勢，保障橋梁運(yùn)營安全。
3、結(jié)構(gòu)分析和評估系統(tǒng)
針對監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)分析和評估軟件系統(tǒng)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評估，評估橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)和對結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超安全警戒狀態(tài)及時提出預(yù)警的目標(biāo)。核心功能包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，多種結(jié)構(gòu)損傷識別方法，結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法，多維書結(jié)構(gòu)安全評定，多級、多維度預(yù)警水平和預(yù)警系統(tǒng)。
4、監(jiān)測預(yù)警平臺
根據(jù)預(yù)警模型估算的基礎(chǔ)設(shè)施病害程度，將預(yù)警級別分為不同級別，以聲光方式提醒監(jiān)測及通行人員：
（1）初級預(yù)警人員注意該設(shè)施病害程度的變化；定期進(jìn)行跟蹤監(jiān)測；
（2）高級預(yù)警提醒監(jiān)測人員應(yīng)及時將有關(guān)情況通知上級管理人員，上級管理人員應(yīng)與養(yǎng)護(hù)部門溝通，對高速公路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。
5、結(jié)語
中交路橋科技橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)可兼容國內(nèi)各類主流傳感設(shè)備，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時采集、存儲、分析管理、二次開發(fā)應(yīng)用，實時將預(yù)警信息反饋給用戶，并提供相應(yīng)的監(jiān)測報告和解決方案，滿足用戶對公路運(yùn)維、管養(yǎng)需求。
