一、方案概述

橋梁作為重要的交通樞紐，因多處于海河、高處之中，承受的壓力比普通路面低，同時(shí)也會(huì)受到自然環(huán)境的影響，較公路來說更容易受到損壞。屢屢發(fā)生的橋梁施工事故讓人觸目驚心，原因可能不盡相同，地質(zhì)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等過程，每個(gè)方面的疏忽都可能釀成安全事故。所以維護(hù)中需要對(duì)橋梁進(jìn)行必要的安全檢測(cè)，對(duì)橋梁日常的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并對(duì)橋梁產(chǎn)生的問題進(jìn)行處理。

智慧橋梁安全監(jiān)測(cè)方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合各種傳感器構(gòu)建橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)橋梁運(yùn)營(yíng)階段各監(jiān)測(cè)指標(biāo)參數(shù)數(shù)值、變化趨勢(shì)，通過合理的計(jì)算和分析對(duì)橋梁工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)報(bào)，以確保橋梁管理者隨時(shí)隨地了解橋梁的安全運(yùn)行狀況。

二、系統(tǒng)組成

橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備、供電設(shè)備、傳輸設(shè)備、監(jiān)控中心和移動(dòng)APP組成，前端的數(shù)據(jù)采集主機(jī)將采集到的視頻圖像、傾角計(jì)、位移計(jì)、位置對(duì)比等數(shù)據(jù)通過2G/3G/4G/5G/NB-IOT等無(wú)線方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件可以顯示并分析前端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，移動(dòng)APP可以實(shí)時(shí)查看當(dāng)前監(jiān)測(cè)情況，當(dāng)出現(xiàn)警情時(shí)會(huì)發(fā)出預(yù)警信息，提醒相關(guān)指揮人員做好搶險(xiǎn)救災(zāi)工作準(zhǔn)備。

感知層：設(shè)備層承擔(dān)著整套系統(tǒng)的感知和采集功能，整體可分為環(huán)境監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)及荷載監(jiān)測(cè)四部分，通過各類傳感器，管理者可實(shí)時(shí)掌握橋梁的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常情況時(shí)系統(tǒng)可向平臺(tái)發(fā)送預(yù)警信息。

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是數(shù)據(jù)通信的核心，根據(jù)方案的實(shí)際環(huán)境以及管控范圍，可靈活選擇選用3G/4G/5G、NB-IoT、GPRS等多種網(wǎng)絡(luò)形式，并最終通過網(wǎng)絡(luò)與云端平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的交互。

平臺(tái)層：應(yīng)用層主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯集與數(shù)據(jù)管理，同時(shí)平臺(tái)還可以根據(jù)不同的場(chǎng)景以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)預(yù)警、輔助策略等智能化場(chǎng)景工作。

應(yīng)用層：基于本方案架構(gòu)中底層數(shù)據(jù)的采集、傳輸、整合，控制中心對(duì)獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理，并發(fā)布相應(yīng)的預(yù)警信息，或?qū)栴}部位進(jìn)行封閉處理。

三、系統(tǒng)功能

■24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：對(duì)橋梁變形、受力、環(huán)境等全自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握橋梁整體施工/運(yùn)行的安全狀態(tài)、從整體上把握橋梁健康和安全狀態(tài)。

■多重分級(jí)預(yù)警：數(shù)據(jù)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)相應(yīng)三級(jí)報(bào)警機(jī)制，第一時(shí)間以短信、傳真、廣播等形式通知用戶。

■應(yīng)急預(yù)案處理：從專家?guī)熘苯犹崛∠鄳?yīng)處理辦法，及時(shí)采取人員介入、封鎖道路等辦法，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。

■荷載監(jiān)測(cè)：橋面受荷載的影響力最為直接，因此，應(yīng)力監(jiān)測(cè)可以了解作為主要承力構(gòu)件的受力狀態(tài)，及時(shí)診斷橋梁的病害，為控制車輛荷載和橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞分析提供數(shù)據(jù)支撐。

■應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)：關(guān)鍵受力部位可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，裂縫的發(fā)展趨勢(shì)是判斷結(jié)構(gòu)承載能力的重要指標(biāo)，通過安裝磁電式傳感器，可以完成對(duì)橋梁振動(dòng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

■行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)形成：制定出適合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

四、云平臺(tái)

云服務(wù)器部署在云端，采用B(瀏覽器)/S(服務(wù)器)模式，可以購(gòu)買阿里云或者騰訊云服務(wù)，也可以自建服務(wù)器，硬件要求根據(jù)配隧道監(jiān)測(cè)數(shù)量而定，橋梁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)云平臺(tái)由辰邁開發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其主要功能是控制系統(tǒng)各個(gè)模塊自動(dòng)運(yùn)行，接收、顯示、保存、查詢、打印報(bào)警信息，系統(tǒng)主要功能：橋梁沉降監(jiān)測(cè)管理功能、橋梁監(jiān)測(cè)地圖信息、橋梁監(jiān)測(cè)傳感器、系統(tǒng)設(shè)備信息、視頻圖像信息、預(yù)警信息查詢、集成深部位移監(jiān)測(cè)信息查詢、發(fā)布信息設(shè)置、開放平臺(tái)接口。

五、系統(tǒng)價(jià)值

橋梁結(jié)構(gòu)安全在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)橋梁的各種需要監(jiān)測(cè)的量值。橋梁相對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜，施工環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)人工檢測(cè)手段難以全方位保證隧道安全。橋梁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)橋梁全生命周期中的監(jiān)測(cè)重難點(diǎn)問題，提供針對(duì)性的監(jiān)測(cè)解決方案，數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜胤?wù)器，本地永久儲(chǔ)存，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看監(jiān)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)隨時(shí)可查。數(shù)據(jù)上傳云端永久備份，并且通過云端嵌入的學(xué)習(xí)算法和模型，對(duì)隧道的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，綜合評(píng)估隧道的健康狀況，有效預(yù)警、防范和遏制重大事故發(fā)生，為用戶組織搶險(xiǎn)，疏散影響區(qū)域人群贏得時(shí)間，減少事故傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，為橋梁施工和運(yùn)營(yíng)的安全保駕護(hù)航。