一、概述

現(xiàn)代化大型橋梁是交通主干道的重要節(jié)點，對交通運輸發(fā)展具有重大影響。橋梁在長期的使用過程中，由于環(huán)境侵蝕、材料老化和日益加重的交通量及重車、超重車過橋數(shù)量的不斷增加，導致橋梁結(jié)構(gòu)損傷和功能退化。從而抵抗自然災害、甚至正常環(huán)境作用的能力下降，極端情況下導致災難事故發(fā)生，造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。對橋梁結(jié)構(gòu)性能進行自動化監(jiān)測和診斷，及時進行損傷評估和安全預警已成為未來橋梁建設(shè)的必然要求。

二、系統(tǒng)組成

橋梁自動化在線監(jiān)測系統(tǒng)是集物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、無線傳輸、云計算等技術(shù)于一體的自動化監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集橋梁關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)和環(huán)境數(shù)據(jù)，對橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、使用性能進行實時監(jiān)測和分析評估，根據(jù)系統(tǒng)采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為橋梁在特殊氣候、交通狀況或橋梁運行中的嚴重異常狀況觸發(fā)預警信號，為橋梁的維護維修和管理決策提供依據(jù)與指導，以保證橋梁在營運期間的安全性。橋梁自動化在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示，其主要由感知層、數(shù)據(jù)采集層、傳輸通信層、云平臺及移動終端組成。

感知層：主要完成待監(jiān)測物理量的信號轉(zhuǎn)換，其由多種類型智能傳感器構(gòu)成，主要有應變傳感器、壓力傳感器、傾斜傳感器、力傳感器等。數(shù)據(jù)采集層主要負責數(shù)據(jù)采集，將感知層轉(zhuǎn)換后的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以方便數(shù)據(jù)遠距離傳輸。

傳輸通信層：負責采集層與云平臺之間通信及數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸方式主要有有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸通過光纖、網(wǎng)線經(jīng)網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺及云平臺數(shù)據(jù)下發(fā);無線傳輸主要通過2G/3G/4G/5G將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_及云平臺數(shù)據(jù)下發(fā)。

應用層：負責數(shù)據(jù)信息化管理，如控制指令下發(fā)和數(shù)據(jù)接收、多傳感器數(shù)據(jù)融合分析、結(jié)果展示、預警等。預警信息通過短信或郵件及時發(fā)送到相關(guān)管理人員，并提示后臺及時對結(jié)構(gòu)當前狀態(tài)進行安全評估。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，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(shè)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(shè)置、開放平臺接口。五、系統(tǒng)價值

橋梁自動化在線監(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。橋梁自動化在線監(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?，本地永久儲存，?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，對橋梁的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，綜合評估橋梁的健康狀況，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。