AI+多模態感知監測系統如何讓橋梁自己“告警”
橋梁作為城市基礎設施的重要組成部分,承載著城市交通的命脈。它們不僅是連接區域、促進經濟發展的關鍵節點,更是城市運行安全的生命線。在城市化快速推進和交通流量持續增長的背景下,橋梁結構的安全性、耐久性和穩定性面臨著前所未有的挑戰。傳統的橋梁運維模式往往依賴定期人工巡檢和靜態荷載測試,存在檢測周期長、成本高、干擾交通、數據滯后等問題,已難以滿足現代城市對基礎設施智能化、精細化管理的需求。
近日,北京經濟技術開發區(以下簡稱“經開區”)啟動區內橋梁“深度體檢”專項工作,通過運用承載能力巡檢動測新技術,為關鍵橋梁“健康狀態”繪制“安全畫像”。依托“政產學研用”協同機制,有力推動橋梁安全管理從“事后被動維護”向“事前主動預防”轉變,為探索城市基礎設施生命線智能管養提供可復制、可推廣的“亦莊方案”。
一、橋梁安全不容忽視,傳統運維面臨挑戰
橋梁作為城市交通體系中的關鍵設施,其安全運行直接關系到道路通行能力、交通運輸效率乃至城市運行安全。特別是在大型城市或產業密集區域,橋梁不僅要承載日常高頻次的交通流量,還需應對突發性重載運輸、極端天氣等多重壓力。
然而,傳統橋梁運維方式存在諸多局限。首先,人工巡檢依賴經驗判斷,存在主觀性強、檢測頻次低、信息滯后等問題。其次,常規荷載試驗往往需要封閉道路、動用重載車隊,不僅成本高昂、操作復雜,還對交通運行造成較大干擾。此外,檢測數據多為靜態信息,難以形成對橋梁結構狀態的動態、連續評估,難以及時發現潛在風險。
在當前城市運行節奏加快、基礎設施老化問題日益突出的背景下,傳統運維方式已難以滿足城市治理現代化的需求,亟需通過技術手段實現橋梁管理的數智化升級。
二、技術革新:感知末梢”到“智慧中樞”的全棧升級
除了“亦莊方案”這種“無感智檢”方式外,構建7*24小時常態化監測也是大勢所趨。萬賓科技整合 10 年研發沉淀,推出多模態感知與 AI 協同驅動的橋梁健康監測系統,實現從“感知末梢”到“智慧中樞”的全棧升級。
1.全維度感知,不留監測死角
監測系統覆蓋環境、作用、結構響應、結構變化四大核心維度,實現從橋面到橋基的全要素監測。環境監測方面,通過智能溫度傳感器、結冰監測儀等設備,實時捕捉溫度濕度、橋面結冰、風速風向等參數;作用監測精準捕捉車輛荷載、船舶撞擊、地震等外部影響,其中車輛荷載監測可實現車重、軸重、車速等多參數同步采集;結構響應監測聚焦位移、應變、索力、振動等關鍵指標,主梁豎向位移監測精度達 1.5mm;結構變化監測則針對裂縫、腐蝕、基礎沖刷等病害,做到早發現早干預。
城市生命線智能終端組成的產品矩陣,適配懸索橋、斜拉橋、梁橋、拱橋等各類橋型,無論是大跨度特大橋還是鄉村小橋,都能提供定制化監測方案。以智能視覺形變儀 EN600-VD 為例,搭載 6 萬億次 / 秒 AI 并行算力,10 標靶同步監測,0.1mm 精度捕捉多點位形變,即便 40% 遮擋也能精準識別,徹底解決復雜環境下的監測難題。
2.AI 協同賦能,實現智能診斷
區別于傳統監測的 “數據堆砌”,萬賓科技將 AI 算法深度融入監測全流程,構建 “感知 - 分析 - 預警 - 處置” 閉環。端側 AI 預處理引擎具備 180Mbps 邊緣計算能力,可實現 90% 噪聲過濾與特征提取,減少 70% 無效數據上傳,讓監測更高效。通過多源異構數據融合算法,系統能自動識別結構損傷模式與演化趨勢,將誤報率降至行業最低。
云邊端 AI 一體化架構更是核心亮點。邊緣節點就近完成數據預處理與低時延決策,響應速度從云端秒級壓縮至毫秒級;云端平臺兼容主流大模型,可根據任務需求彈性調度算力,支撐復雜算法迭代。針對車船撞擊、拉索斷線、支座病害等常見風險,系統能自動推理診斷,并推送風險等級、發展趨勢及具體位置,讓養護決策有據可依。
3.極簡部署運維,降低應用門檻
萬賓科技顛覆傳統監測系統 “布線復雜、部署繁瑣” 的痛點,實現從硬件到軟件的全流程簡化。采用 Cat.6 PoE 一線通技術,一根網線即可實現數據傳輸與供電,布線成本降低 60%,部署效率提升 3 倍。智能終端采用微型一體化設計,5 分鐘即可完成安裝,IP67 防護等級搭配 300 萬條數據黑匣子,斷網狀態下仍可持續監測,適應各種極端環境。
運維層面同樣省心省力。綜合接入網關主機 EN405-SHM 支持 96 個異構智能終端接入,一座大橋僅需一臺主機即可替代傳統工控機群,系統復雜度降低 80%,年運維成本節省 50%。通過 AIOTU 城市物聯感知平臺,管理者可實現 “一圖覽” 風險可視化、“一網控” 監測智能化、“一體防” 處置聯動化、“一表清” 保障科學化,讓橋梁管理告別 “經驗依賴”,邁入 “數據驅動” 新階段。
隨著城市化進程加速與基礎設施老齡化加劇,橋梁健康監測已不再是“可選項”,而是城市安全運行的“必答題”。以AIoT、邊緣計算、多模態感知為代表的智能監測技術,正逐步構建起覆蓋“感知-診斷-預警-處置”的全鏈條橋梁健康管理體系,推動城市基礎設施管養進入“可感知、可診斷、可預測”的智慧新時代。
相關閱讀:
工信部增值電信業務經營許可 B1.B2-20211091