智能橋梁監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)為城市橋梁安全保駕護(hù)航

背景

2023年7月6日凌晨時(shí)分，G5012恩廣高速達(dá)萬(wàn)段230公里加80米處6號(hào)大橋部分橋面發(fā)生垮塌，導(dǎo)致造成2車受損后自燃，3人受輕傷。目前，四川省公安廳交通警察總隊(duì)高速公路五支隊(duì)十四大隊(duì)民警已對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行雙向管制。

作為世界第一橋梁大國(guó)，目前我國(guó)公路橋梁數(shù)量超過(guò)100萬(wàn)座，鐵路橋梁數(shù)量超過(guò)30萬(wàn)座，隨著橋梁的長(zhǎng)期使用，后期的養(yǎng)護(hù)和管理至關(guān)重要。

因此建立完善的橋梁監(jiān)測(cè)機(jī)制，隨時(shí)了解橋梁的健康狀況，對(duì)突發(fā)情況提前做出預(yù)警勢(shì)在必行。

案例描述

橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，一般是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間負(fù)載，超重，自然災(zāi)害等情況引起，其中很多損傷是看不見(jiàn)，摸不著的，久而久之，就會(huì)形成安全隱患，如遇地震等自然災(zāi)害突來(lái)襲擊，更是危險(xiǎn)至極。橋梁監(jiān)測(cè)可以對(duì)橋梁的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)分析評(píng)估橋梁的安全性，及時(shí)的做出相關(guān)的判別和警報(bào)，提前采取措施進(jìn)行維護(hù)，從而避免事故的出現(xiàn)。

現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題

傳統(tǒng)的橋梁監(jiān)測(cè)主要依賴人工周期性巡檢，但其主觀性強(qiáng)，難于量化，要素少，缺乏整體性，且花費(fèi)周期長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差，諸多檢查盲點(diǎn)難點(diǎn)。

橋梁智能監(jiān)測(cè)與人工檢測(cè)區(qū)別

實(shí)時(shí)性和連續(xù)性： 橋梁智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和變化。相比之下，人工檢測(cè)通常是周期性的，無(wú)法提供實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

全面性和覆蓋范圍： 橋梁智能監(jiān)測(cè)可以覆蓋橋梁的全面監(jiān)測(cè)，包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、載荷、環(huán)境變化等。它可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)采集多個(gè)傳感器在不同位置和部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供更全面的結(jié)構(gòu)信息。而人工檢測(cè)通常只能對(duì)有限的位置和參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的全面監(jiān)測(cè)。

高效性和自動(dòng)化： 橋梁智能監(jiān)測(cè)利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)化算法，不需要大量的人力資源和時(shí)間，就能高效地處理和分析大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果更加科學(xué)。相比之下，人工檢測(cè)需要耗費(fèi)較多的時(shí)間和人力，并且結(jié)果受工程師的經(jīng)驗(yàn)和技能水平影響，存在主觀因素。

準(zhǔn)確性和可靠性 ：橋梁智能監(jiān)測(cè)依托各種先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，測(cè)量的數(shù)據(jù)是非常精準(zhǔn)的，而且支持實(shí)時(shí)更新，方便技術(shù)人員隨時(shí)了解橋梁的狀態(tài)。相比之下，人工檢測(cè)可能受到人員主觀判斷和測(cè)量誤差的影響，準(zhǔn)確性相對(duì)較低。

主動(dòng)維護(hù)和預(yù)警****功能： 橋梁智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)設(shè)置閾值和規(guī)則，實(shí)現(xiàn)異常檢測(cè)和預(yù)警功能，實(shí)現(xiàn)了橋梁的被動(dòng)維修到主動(dòng)維護(hù)的轉(zhuǎn)變，提高橋梁的安全性和可靠性。傳統(tǒng)的橋梁管理主要是在發(fā)現(xiàn)異常后進(jìn)行維護(hù)和修理。

解決方案

智慧橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，針對(duì)在橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的傳感器、氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)類型耦合及精度要求高的情況下，數(shù)據(jù)傳輸方面，用戶可以選擇使用鋇錸技術(shù)自主研發(fā)的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，將各種485數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理后，通過(guò)MQTT或私有化協(xié)議將數(shù)據(jù)通過(guò)4G或以太網(wǎng)上傳至云端，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析，實(shí)時(shí)感知橋梁狀態(tài)，為橋梁安全預(yù)警、安全分析評(píng)估提供數(shù)據(jù)依據(jù)，在出現(xiàn)危險(xiǎn)前，及時(shí)通知道路維護(hù)單位做出應(yīng)對(duì)措施。

網(wǎng)關(guān)終端特點(diǎn)

?無(wú)線路由器、RTU(無(wú)線遠(yuǎn)程采集終端)、DTU（數(shù)傳終端）一體化采集

? 端口豐富，可接入海量設(shè)備，攝像機(jī)、儀器儀表、PLC、DI開(kāi)關(guān)量、DO繼電器、AI模擬量、串口RS485/232等設(shè)備。

?支持實(shí)時(shí)更新，方便技術(shù)人員隨時(shí)了解橋梁的狀態(tài)。以及網(wǎng)關(guān)是24小時(shí)不間斷工作的，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行各種方式的預(yù)警，例如警報(bào)、短信、廣播等。采用了最先進(jìn)的通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，這些數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)期保存和實(shí)時(shí)查看，還支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)和管理。

?邊緣計(jì)算功能：

?數(shù)據(jù)傳輸高度精準(zhǔn)，可達(dá)毫秒級(jí)，及時(shí)消除安全隱患。

?長(zhǎng)期保存設(shè)定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)，提供16MB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，支持?jǐn)嗑W(wǎng)補(bǔ)傳數(shù)據(jù)。

?將獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)預(yù)警值時(shí)做出相應(yīng)的提醒，快速發(fā)出定位，協(xié)助工程師鎖定異常區(qū)域，有針對(duì)性地實(shí)施應(yīng)急預(yù)案。

?遠(yuǎn)程維護(hù)：可以遠(yuǎn)程參數(shù)配置和固件升級(jí)。

?工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)帶有看門狗保護(hù)，另外加載了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)保護(hù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠

?支持3G/4G/5G/LoRa/以太網(wǎng)/WiFi等多種通信方式。

方案優(yōu)勢(shì)

1、高性價(jià)比，在滿足場(chǎng)景使用的前提下，降低過(guò)高防護(hù)所帶來(lái)的冗余成本。

2、通過(guò)藍(lán)牙調(diào)試工具，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線調(diào)試、維護(hù)，方便易用。

3、支持網(wǎng)頁(yè)遠(yuǎn)程配置、升級(jí)等功能，方便遠(yuǎn)程維護(hù)

4、支持設(shè)備站點(diǎn)工況上報(bào)，設(shè)備問(wèn)題在線排查，減少運(yùn)維成本。

審核編輯 黃宇