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，同時也會受到自然環(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、設計、施工、監(jiān)理等過程，每個方面的疏忽都可能釀成安全事故。所以維護中需要對橋梁進行必要的安全檢測，對橋梁日常的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)，并對橋梁產(chǎn)生的問題進行處理。

智慧橋梁安全監(jiān)測方案基于物聯(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)測系統(tǒng)。監(jiān)測橋梁運營階段各監(jiān)測指標參數(shù)數(shù)值、變化趨勢，通過合理的計算和分析對橋梁工作狀態(tài)進行評估和預報，以確保橋梁管理者隨時隨地了解橋梁的安全運行狀況。

二、系統(tǒng)組成

橋梁安全監(jiān)測系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集設備、供電設備、傳輸設備、監(jiān)控中心和移動APP組成，前端的數(shù)據(jù)采集主機將采集到的視頻圖像、傾角計、位移計、位置對比等數(shù)據(jù)通過2G/3G/4G/5G/NB-IOT等無線方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件可以顯示并分析前端設備采集的數(shù)據(jù)，移動APP可以實時查看當前監(jiān)測情況，當出現(xiàn)警情時會發(fā)出預警信息，提醒相關(guān)指揮人員做好搶險救災工作準備。

感知層：設備層承擔著整套系統(tǒng)的感知和采集功能，整體可分為環(huán)境監(jiān)測、變形監(jiān)測、應力應變監(jiān)測及荷載監(jiān)測四部分，通過各類傳感器，管理者可實時掌握橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常情況時系統(tǒng)可向平臺發(fā)送預警信息。

網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡層是數(shù)據(jù)通信的核心，根據(jù)方案的實際環(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)絡形式，并最終通過網(wǎng)絡與云端平臺進行數(shù)據(jù)和控制命令的交互。

平臺層：應用層主要是實現(xiàn)對橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯集與數(shù)據(jù)管理，同時平臺還可以根據(jù)不同的場景以及實時數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果實現(xiàn)應急狀態(tài)預警、輔助策略等智能化場景工作。

應用層：基于本方案架構(gòu)中底層數(shù)據(jù)的采集、傳輸、整合，控制中心對獲取的相應數(shù)據(jù)進行及時的處理，并發(fā)布相應的預警信息，或?qū)栴}部位進行封閉處理。

三、系統(tǒng)功能

■24 小時實時監(jiān)測：對橋梁變形、受力、環(huán)境等全自動化在線監(jiān)測，實時掌握橋梁整體施工/運行的安全狀態(tài)、從整體上把握橋梁健康和安全狀態(tài)。

■多重分級預警：數(shù)據(jù)異常時，系統(tǒng)會觸發(fā)相應三級報警機制，第一時間以短信、傳真、廣播等形式通知用戶。

■應急預案處理：從專家?guī)熘苯犹崛∠鄳幚磙k法，及時采取人員介入、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：橋面受荷載的影響力最為直接，因此，應力監(jiān)測可以了解作為主要承力構(gòu)件的受力狀態(tài)，及時診斷橋梁的病害，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。

■應力應變監(jiān)測：關(guān)鍵受力部位可能會產(chǎn)生裂縫，裂縫的發(fā)展趨勢是判斷結(jié)構(gòu)承載能力的重要指標，通過安裝磁電式傳感器，可以完成對橋梁振動的長期監(jiān)測。

■行業(yè)規(guī)范標準形成：制定出適合結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的安全評價標準體系，形成行業(yè)標準規(guī)范。

四、云平臺

云服務器部署在云端，采用B(瀏覽器)/S(服務器)模式，可以購買阿里云或者騰訊云服務，也可以自建服務器，硬件要求根據(jù)配隧道監(jiān)測數(shù)量而定，橋梁在線監(jiān)測系統(tǒng)云平臺由辰邁開發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，其主要功能是控制系統(tǒng)各個模塊自動運行，接收、顯示、保存、查詢、打印報警信息，系統(tǒng)主要功能：橋梁沉降監(jiān)測管理功能、橋梁監(jiān)測地圖信息、橋梁監(jiān)測傳感器、系統(tǒng)設備信息、視頻圖像信息、預警信息查詢、集成深部位移監(jiān)測信息查詢、發(fā)布信息設置、開放平臺接口。

五、系統(tǒng)價值

橋梁結(jié)構(gòu)安全在線監(jiān)測系統(tǒng)可用于實時在線監(jiān)測橋梁的各種需要監(jiān)測的量值。橋梁相對地質(zhì)條件復雜，施工環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)人工檢測手段難以全方位保證隧道安全。橋梁在線監(jiān)測系統(tǒng)，針對橋梁全生命周期中的監(jiān)測重難點問題，提供針對性的監(jiān)測解決方案，數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜胤掌鳎镜赜谰脙Υ?，?shù)據(jù)實時查看監(jiān)測，歷史數(shù)據(jù)隨時可查。數(shù)據(jù)上傳云端永久備份，并且通過云端嵌入的學習算法和模型，對隧道的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，綜合評估隧道的健康狀況，有效預警、防范和遏制重大事故發(fā)生，為用戶組織搶險，疏散影響區(qū)域人群贏得時間，減少事故傷亡和財產(chǎn)損失，為橋梁施工和運營的安全保駕護航。