中小桥梁集群化监测系统概述及实施意义

我国桥梁体系现状

自改革开放以来，尤其是上世纪九十年代以后，我国公路桥梁迎来大建设、大发展时代，大桥、特大桥如雨后春笋般涌现，不仅编织着国家交通运输网络的宏伟蓝图，也成为了连接城乡、促进经济腾飞的坚实纽带。据交通运输部发布的《2023年交通运输行业发展统计公报》显示，截至2023年年末，全国公路桥梁共计107.93万座，其中特大桥10239座，大桥17.77万座，彰显了我国在桥梁建设领域的卓越成就与非凡实力。

然而，随着桥梁数量的激增与使用年限的延长，如何确保这些桥梁的安全性、耐久性以及持续高效的服务功能，成为了桥梁工程领域亟待突破的重大课题。桥梁的生命周期，是一个从设计构思到施工建造，再到后期养护管理的漫长而复杂的过程，每一个环节都至关重要。在桥梁的设计之初，就应该充分考虑到后期的养护需求，在施工过程中将质量安全作为首要考虑因素。每一座桥梁的“百年寿命”，不仅取决于建造时的精工细作，更离不开长期以来科学有效的管理与维护。

中小跨径桥梁现状

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图1  南宁枢纽屯里桥群（史家民 摄） 侵权删

尤为值得关注的是，在我国庞大的公路桥梁体系中，中小跨径桥梁占据了约83%的显著比例。中小跨径桥梁作为交通网络中的毛细血管，扮演着不可或缺的重要角色。然而，相较于大型桥梁受到的关注，中小桥梁的管养工作常常会受到忽视，不仅要应对材料老化、低级沉降等慢性侵蚀，还会面临着车船撞击、车辆超载、自然灾害等突发事件的威胁，其安全形势不容乐观。

当前，中小桥梁的结构安全多依赖于传统的人工巡检的方式，这种方法无法实现全天候连续监测，且容易受主观因素影响，检测周期也较长，难以及时发现并消除安全隐患。因此，推动中小桥梁向智慧化方向发展，实现结构状态的实时感知与智能化管养，已成为交通强国建设进程中的一项紧迫任务。

智慧桥梁管养系统

智慧桥梁的建设，意味着要充分运用现代科技手段，如物联网、大数据、人工智能等，对桥梁进行全方位、全天候的监测与评估，及时捕捉并分析桥梁运行中的细微变化，为养护决策提供科学依据。同时，也应该建立健全的中小桥梁管养体系。

为应对中小型桥梁数量庞大、管理养护复杂以及传统人工巡检长期成本高等难题，北京安信卓越专注开发通用兼容的结构物健康监测平台，旨在实现同一平台集群化管理多项目，为桥梁管养难题提供创新解决方案，提高桥梁管养效率及成本效益。

“知物云”结构健康监测平台运用多元化的技术手段，深度融合物联网、大数据分析及人工智能等技术，实现对桥梁各项关键指标数据的实时采集。通过高效的数据处理与分析引擎，平台能够迅速剥丝抽茧、洞察桥梁内部的微妙变化，及时发现并预警日常不易发现的安全隐患与损伤迹象。

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图2   知物云平台架构图

“知物云”不仅能够全方位监测桥梁所处的自然环境变化，如风荷载、温湿度等，也能够精准捕捉桥梁在运营过程中承受的各类动态荷载信息，如车辆荷载、地震荷载等，此外，还可以对桥梁主体结构，如主梁与拱肋关键截面的应变、变形、振动等关键因素参数进行实时监测分析。

“知物云”系统拥有成熟的应急响应能力。面对突如其来的荷载冲击、严重超载，甚至是船撞等极端情况，系统能够迅速启动预警机制，第一时间向管理者发出警报，为紧急处置与救援争取宝贵时间。结构健康监测防患于未然的智慧，无疑是为桥梁的安全运营筑起了一道坚实的屏障。

“知物云”系统支持桥梁群驾驶舱（大屏）的个性化定制，集中展示桥梁群的实时情况。桥梁集群式监测平台一般是各监测项的实时数据及结论信息的综合显示，以便于桥梁管理层宏观、直观把控监测桥梁安全状态。下面可以给大家展示一个桥梁群监测驾驶舱demo图，供大家参考。

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图3  桥梁集群监测驾驶舱demo图

中小桥集群化监测意义

随着时间的推移，中小桥集群化监测平台所积累的海量桥梁健康监测数据，便会逐步转化为推动桥梁管理创新与进步的宝贵财富。这些数据不仅可以揭示桥梁性能的长期变化规律，为桥梁的预防性维护提供科学依据，也可以为桥梁的设计、施工及维护领域带来更多启发。

桥梁安全监测系统的全面覆盖，不仅是对公路桥梁安全性能的一次重大提升，更是交通运输行业向着现代化、智能化转型的生动实践。这标志着我国交通运输事业在高质量发展的道路上迈出了坚实的一步，对构建安全、便捷、高效、绿色的现代综合交通运输体系具有深远的意义。展望未来，北京安信卓越将继续秉持创新精神，不断优化升级“知物云”健康监测平台，为守护每一座桥梁的安全与稳定贡献智慧与力量。