正片解析：橋梁醫生

在你眼前的這片土地上，大自然的鬼斧神工造就出高山峽谷、自然奇跡，蜿蜒的海岸線描繪出海天一色，這些無限風光是無數人的心之所向，然而，當我們換一個視角，許多盛景有了另外一種形容——天塹，中國人花費數百年時間跨越這些阻擋人們交通與交流的天塹，建成了世界上最為龐大數量的橋梁，其中，跨海大橋需要留下足夠寬闊的航運通道，促使橋梁跨度越來越大，主跨動輒幾百米上千米甚至2000米，于是往往設計了懸索、斜拉、大跨拱橋和連續剛構等復雜結構橋梁。有些橋梁或處在臺風地帶，或位于高烈度震區，或跨越航道，受到臺風地震和船舶撞擊等復雜荷載作用，僅憑人工定期檢測無法滿足橋梁安全運營管理的要求。于是上個世紀末，中國開始了橋梁監測系統建設領域的探索和實踐，通過橋梁上安裝傳感設備，及時掌握橋梁荷載和結構響應信息，保障橋梁安全運營。歷經20余年技術和理論發展，橋梁健康監測領域進入一個全新的時期。

2021年，交通運輸部發布了《公路長大橋梁結構健康監測系統建設實施方案》，全國統一部署，要求在400余座特大橋梁安裝橋梁監測系統，橋梁監測領域迎來了跨越式發展的歷史契機，各省開始進行了不同層面的探索。

湖北，地處華中腹部，獨特的地理條件決定了湖北公路建設中跨越江河山川的大跨徑橋梁眾多，為了進一步提升長大橋梁精細化管理水平，湖北交投智能檢測團隊想要突破傳統單橋系統由于彼此獨立引發的數據孤島難題，探索出集中、統一、匯聚、聯動的新的監測模式。

9月，湖北恩施，百米高的橋梁上，工人們準備前往主拱安裝硬件設備，山區變化多端的天氣是這項工作的一大挑戰。

：一定注意安全，腳下踩穩，手上扶好，慢一點，慢一點。

龍橋特大橋為主跨280m的上承式鋼管混凝土拱橋，為監測橋梁環境、作用、結構響應及結構變化等內容，全橋共布置94個測點，13種監測設備，計劃30天完成現場安裝調試工作，10月，健康監測系統整體上線，未來這套系統也將同步接入新一代智慧化橋梁結構健康監測平臺——湖北交投橋群結構健康監測平臺。

橋群平臺，顧名思義，要實現橋梁集群式、平臺化監管理念，意味著將要納入幾十座長大橋梁，監測設備和監測數據的指數級增長將帶來海量數據，這些數據往往密度高并且價值低，如何實現集中統一管理并在龐大的數據中挖掘出有效信息，技術團隊需要找到自己的解決之道。

：我這里有一些想法，我們是不是可以在原有架構的基礎上打造一個大數據管理中心，然后通過大數據管理中心，對我們橋群平臺現場的所有設備以及它的數據進行一個規模化的管理。

相比于大數據管理中心的形容，技術團隊更習慣稱之為物聯網中臺，它的意義在于解耦前后臺的復雜性，向上承接橋群平臺應用層，向下延伸到設備的感知層，實現一個平臺+一個中臺來管理所有橋梁的效果，而這只是一個開始，在信息技術不斷發展的今天，全域感知、數據分析技術的突破性進展使健康監測系統前景更加光明，此時，技術團隊正在一個特殊的環境中測試重載車輛監測模塊。

：發現重載車輛上橋

：系統已抓拍到重載車車重及車牌信息，現繼續觀測橋梁結構響應變化信息

另一面，傳感技術的升級賦予硬件設備新的機遇。

湖北交投智能檢測股份有限公司 橋隧檢測事業部副部長 龔凱
為了提升感知能力的話，突破傳統的一個單點式傳感器監測的一個瓶頸，我們這個平臺在軟件算法層面做的一些大量工作之外，還是首次在國內將光柵陣列傳感網絡技術應用到四種不同的一個橋型，實現橋梁結構的一個全時全域的監測。
我現在所處的位置是滬渝高速四渡河特大橋，在大橋主梁的關鍵弦桿上面，我們布設了光柵陣列溫度、應變和振動傳感纜，通能光柵陣列傳感網絡技術，能夠實現主梁全長范圍的應變、溫度和振動的實時全域在線監測。

目前，橋群平臺已納入30多座長大橋梁。2023年6月，蔡甸漢江大橋健康監測系統上線，共布設110個監測點，涵蓋12項監測內容，系統持續監測大橋健康狀況；2023年6月26日下午5點，四渡河特大橋出現車輛異常偏載情況，健康監測系統第一時間發出警報；2023年7月3日下午6點，丹江口地區突發8級大風，丹江口水庫特大橋健康監測系統發出數據超限報警；2023年8月6日凌晨4點，3輛超重車同時駛入四渡河特大橋，引發系統報警，監測系統及時評估橋梁結構安全并將相關信息記錄推送至相關單位；2023年8月，翟家河大橋伸縮縫位移監測數據多次出現削峰現象報警，助力及早發現伸縮縫堵塞問題。

截至2022年底統計數據，我國擁有公路橋梁103.3萬座，長大橋梁只占據其中一小部分，在如何應對不同類型橋梁健康監測需求的問題上，蘇交科結構監測中心已經在長大橋梁安全長壽與健康運維的基礎上率先研發出了輕量化橋梁監測系統，這是一種面向場景需求的重點指標監測。

蘇交科集團股份有限公司 首席工程師 張宇峰
我們在和很多橋梁管理者進行溝通和聊的時候，他們也提到，他們可能只關心或者只關注當中的個別幾個指標。而我們傳統的這樣的一些監測系統，它本質上是一種以工控機為核心的、集中采集傳輸這樣的一個系統，它是為了支撐我們前面成百上千個傳感器進行同步的測量，這時候當我只做很少幾個指標監測的時候，后端系統的復雜度過高，成本也過高了，同時對于我供電和通訊的要求也會很高，在很多橋上又難以滿足要求，因此在這個情況下，我們提出了這樣的一種面向場景需求的、針對重點指標進行專項觀測的這樣的一種輕量化監測技術。

超載是影響橋梁服役壽命的重要因素，對重荷載引起的大撓度變形監測是監測領域一大重點，也是輕量化監測的典型場景之一，光電撓度儀是一種基于機器視覺的高精度橋梁安全預警技術。

：下面進行光電撓度儀精度測量測試，初始值設定完成，X方向初始值0.0mm，Y方向初始值0.02mm，先進行Y軸方向下撓1mm精度測試

：已調整下撓1mm

：測量誤差為0.02mm；接下來進行X方向左移0.5mm測試

：已調整左移0.5mm

：誤差為0.03mm

光電撓度儀測量精度可達到0.1mm，采樣頻率高達10Hz以上，秦淮河大橋健康監測系統自2022年6月2日上線以來，已累計對超限撓度值進行多次準確報警，通過對抓拍記錄的留檔，為超載車輛的治理提供數據和圖像支撐。

在另一個典型場景中，因為一些跨江跨河橋梁修建時需要在水中設置橋墩，因此船舶碰撞橋梁隱患治理是安全生產專項整治的一項重要內容。丁溪南橋就是其中一座，結合加速度傳感器數據和相機抓拍照片，可對發生碰撞的情況進行報警、記錄，并觀測橋梁的動態變化，從而輔助對橋梁受損情況進行評估，指導維修。而進一步地，對于一些通航船舶等級高、維修成本大且技術復雜的橋梁，管理單位已不滿足于僅僅發生船撞后及時報警，提出了提前主動預警的需求。

崇啟長江公路大橋位于長江入海口，大橋主橋部分跨越長江一級航道，為此，橋梁首次應用船撞監測預警系統，自2022年11月份運行以來，多次監測到船舶行駛不規范、施工船舶逗留等風險源信息，從未發生過撞擊事件，實現這一目標的秘密在這里：基于機器視覺的橋梁通航船舶追蹤與撞擊風險多級預警方案，利用在橋上安裝的高清攝像頭，對橋下通行的船舶進行位置捕捉、軌跡跟蹤與軌跡預測，一旦發現船舶進入到橋墩防撞預警區域，就會高聲示警，不僅如此，技術團隊通過改進YOLOv5網絡模型，結合表觀信息匹配技術，解決了活動水域船舶檢測的水紋強干擾問題；基于構建船舶特征庫，可識別到500米外遠端船舶目標，滿足管理單位提前一分鐘以上的預警要求；識別到目標后，船撞監測預警系統可自動完成船舶軌跡預測，對碰撞風險進行實時評估。三年間，輕量化監測系統已經服務于300余座橋梁，基于“裝置-終端-平臺”的產業化探索，高度集成、簡單便捷的特點讓橋梁健康監測系統的未來充滿無限可能。

從1937年中國人自己設計和施工建成的第一座現代鋼鐵大橋——錢塘江大橋到今天，橋梁所到之處帶動著社會經濟發展，也改變了人們的生活，它們數十年、上百年甚至更久矗立在中國大地上，與這份堅守相伴而生的是橋梁健康問題，而如今，橋梁醫生們拾起重任，利用大數據、互聯網等技術，為橋梁譜寫生命線，并且形成了三級數據層設計，讓橋梁健康信息變得互聯互通，伴隨著未來越來越多的橋梁被納入到遠程監測系統中，將促進橋梁大國的觸角向世界舞臺延伸，中國橋，將再次成為時代洪流最閃耀的存在。

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