基础设施监测预警 | 公路长大桥梁结构健康监测预警系统建设研究

“今年高速公路是数字化转型元年，其中基础设施监测预警方面，桥梁监测预警将成为重要的组成部分。”

基础设施监测预警方面，要求各个路段公司推进公路长大桥梁结构健康监测系统建设，增强长大桥梁结构健康监测能力，这是是落实《关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》的重要举措。

我们知道，常见的桥梁病害包括车辆超载、拉索腐蚀、地基下沉、天气灾害。常见的事故有坍塌、断裂、倾倒、塌陷、倾斜、摇晃。桥梁事故发生后极易造成交通阻塞、人员或车辆生命财产损失，对社会造成重大的负面影响。

多年来，桥梁结构的安全状况一直是公众特别关心的问题。

现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点，对交通运输发展具有重大影响，其安全问题是国家、社会关注的重大社会问题。

所以桥梁监测预警系统的普及建设迫在眉睫。

通过系统平台的建设实现以下目标：

1.实现长大桥梁结构全时全域健康监测，按照国家标准及行业标准对系统进行构建，提供有效的数据采集支撑。

2.实现一张图全域感知，对辖区内桥梁进行全域、实时、可视监测的安全预警管理，实现自动、智能、精准的数据决策依据。

3.实现一网联动，实现“监测、预警、管养”三位一体的安全保障网络，实现快速反应、预测预判、精准管养。

4.实现桥梁三维可视化应用，运用智能监控技术、智能分析技术实现事前运行监测、事中资源融合指挥调度、事后总结分析及回溯。

其中主桥监测内容及相关设备如下：

桥梁监测的硬件架构相当简单，一般来说分为感知层、采集层、传输层等。其中感知层是各类传感器，一般常用的传感器如下：

采集层是各种智能终端、无人机、巡检车等，传输层来说，一般都采用无线传输方式。

与硬件架构匹配，软件系统架构一般来说，也是采集、传输及处理的分层思路。

那么可以分为数据采集与传输子系统、数据处理与分析子系统及管理平台。

各个厂家的区别大同小异，一般来说在风险评估、结构评估及统计分析方面可以看出是否为专业产品。

目前基于人工智能的发展，尤其是DeepSeek此类开源大模型的普惠，这方便的差异越来越小，整体系统表现出来的，就是PK谁更加稳定及可靠。

桥梁监测数据的特点就是异构源多、数据量大，例如GNSS定位仪、风压传感器、静力水准仪等诸多设备每天产生大量的原始数据。

如何利用好这些多源的大量数据为较量养护决策与服务提供便利，有效降低桥梁养护的成本，及时发现桥梁致命性问题显得尤为有价值。

1.传感子系统

传感子系统通过锚索仪、GNSS定位仪、静力水准仪、数字水位仪、加速度计、风速风向仪等前端传感器设备对桥梁的结构、环境、荷载、视频等数据进行数据采集，实时监测。

2.数传子系统

数传子系统通过数据采集、数据清洗、数据整合，将不同结构数据，统一协议后传输至平台。

3.数据分析子系统

数据分析子系统对上传的数据进行结构化分析，主要应用结构分析与风险评估。对于数据进行实时与离线数据分析，提供联机分析、专家综合分析评价、专题问题分析、数据异常分析、统计对比分析、趋势分析、模态分析、专项分析、统计分析等。

4.管理平台

管理平台包括调度、可视化、预警三方面功能，提供实时综合预警、趋势预警、BIM可视化、资产可视化、数据可视化、监控可视化、环境可视化、告警可视化、事故应急、指挥调度、桥梁档案管理、报表与报告管理等功能。

桥梁监测及预警系统的建设，要求各相关单位要增强忧患意识，强化底线思维，夯实“安全观”拧紧“安全阀”，不断提高对长大桥梁突发事件认知水平和预防能力，做到遇到“风吹草动”就能“迅速行动”。