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)。
橋梁邊坡的穩(wěn)定是橋梁安全運(yùn)營(yíng)的保障，邊坡的滑動(dòng)會(huì)影響橋梁墩臺(tái)的穩(wěn)固性，從而引起橋墩裂縫、傾斜或變形；橋面鋪裝平整無裂縫、坑槽或松散等病害現(xiàn)象，使得橋梁在運(yùn)行過程中存在安全隱患，傳統(tǒng)的邊坡群穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)主要是檢查其穩(wěn)定性，查看是否有滑坡、坍塌的跡象，以及邊坡防護(hù)設(shè)施是否完好、排水系統(tǒng)是否暢通，確保排水設(shè)施無堵塞、無破損，這些檢查都是邊坡穩(wěn)定性被破壞的表象，不能起到邊坡滑動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警。中交路橋科技基于現(xiàn)代科技，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、InSAR、5G等技術(shù)，構(gòu)建了高效、輕量化、實(shí)時(shí)的橋梁邊坡群穩(wěn)定性快速排查和邊坡橋梁監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)體系。
一、技術(shù)原理
本項(xiàng)技術(shù)基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以高集成、高精度、低功耗的輕量化結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器、GNSS等為核心的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，融合合成孔徑雷達(dá)(InSAR)監(jiān)測(cè)技術(shù)，搭建的點(diǎn)—線—面—體三維立體、實(shí)時(shí)性的橋梁邊坡群的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，工程應(yīng)用中不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)公路橋梁、邊坡等單個(gè)結(jié)構(gòu)體的輕量化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也能兼顧對(duì)整個(gè)路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全覆蓋的周期性隱患排查和監(jiān)測(cè)。
邊坡橋梁監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)集天空地一體化、無線智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警功能于一體，采用高度集成的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、AI大數(shù)據(jù)管理及處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了橋梁邊坡群全壽命周期天空地多源多維數(shù)據(jù)處理和展示，保障了基礎(chǔ)設(shè)施InSAR周期性監(jiān)測(cè)、北斗高精度定位的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)、無線智能傳感體化監(jiān)測(cè)、AI驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)估預(yù)警。
二、系統(tǒng)構(gòu)架
系統(tǒng)框架主要由感知層、傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層構(gòu)成。
1、感知層：以物聯(lián)網(wǎng)+合成孔徑雷達(dá)(InSAR)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)采集結(jié)傳輸結(jié)構(gòu)體的不同參數(shù)變化及表面變形，不但監(jiān)測(cè)了橋梁、邊坡的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)也能獲取路網(wǎng)周期性的沉降和變形數(shù)據(jù)。
2、傳輸層：主要是利用4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的環(huán)境條件，可以輔助LORA及衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)自組網(wǎng)，以及偏遠(yuǎn)無地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地區(qū)定期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，解決網(wǎng)絡(luò)“盲區(qū)”不能開展監(jiān)測(cè)的難題。
3、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)層：主包括數(shù)據(jù)管理、訪問權(quán)限認(rèn)證、預(yù)警管理等多個(gè)模塊。
4、應(yīng)用服務(wù)層：主要包括系統(tǒng)平臺(tái)的日常運(yùn)維、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示、數(shù)據(jù)的處理、AI智能分析決策、預(yù)警處理、隱患排查、安全評(píng)估及成果報(bào)告的輸出等模塊。
三、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
1、輕量化、低成本監(jiān)測(cè)：以高集成、低功耗、自組網(wǎng)的輕量化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備為核心,大幅降低了系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)預(yù)警的輕量化和普適化。相比傳統(tǒng)的地面監(jiān)測(cè)方法，本技術(shù)不需要大量的人力和設(shè)備投入，降低了監(jiān)測(cè)成本。
2、高精度監(jiān)測(cè)：將物聯(lián)網(wǎng)+InSAR 技術(shù)+北斗技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)-線-面-體的三維實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，地表形變監(jiān)測(cè)精度達(dá)到毫米級(jí),對(duì)邊坡群及結(jié)構(gòu)物的早期安全變化征兆進(jìn)行精確捕捉、提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性和可靠性。
3、空天地一體化大范圍形變監(jiān)測(cè)：融合了傳感器（點(diǎn)）+布設(shè)斷面（線）+InSAR（面和體）技術(shù)，克服了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的局限性，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)區(qū)域大范圍形變?yōu)暮Y查。
4、全天候監(jiān)測(cè)：InSAR技術(shù)不受天氣條件和晝夜變化的影響，能夠在各種環(huán)境下持續(xù)監(jiān)測(cè)公路網(wǎng)的地質(zhì)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的災(zāi)害隱患，以便隨時(shí)做出決策，保障公路的安全運(yùn)營(yíng)。
四、系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)意義
中交路橋科技有限公司在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評(píng)估、設(shè)計(jì)及施工方面積累了多年的工程經(jīng)驗(yàn)，完成過近百項(xiàng)相關(guān)的項(xiàng)目。公司利用在地質(zhì)災(zāi)害、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)積累，建立了一套科學(xué)完善的橋梁邊坡群輕量化監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了邊坡及橋梁結(jié)構(gòu)健康的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)，為災(zāi)害防治工作質(zhì)量、效率和管理水平的提高奠定基礎(chǔ)，為相關(guān)政府管理部門提供了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)解決方案。
