橋梁作為城市主要交通樞紐，在日常生活中發(fā)揮著重要作用，有著不可言喻的社會(huì)效益和價(jià)值。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，我國(guó)橋梁建設(shè)成就日新月異，橋梁的災(zāi)損和安全事故亦隨之而來。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)40%的橋梁已進(jìn)入“老齡化”階段。近年來，多起在役橋梁事故的發(fā)生造成了嚴(yán)重后果且社會(huì)反響強(qiáng)烈。如何避免橋梁事故發(fā)生，保障橋梁安全運(yùn)行，一直是橫亙?cè)谘矍柏巾毥鉀Q的難題。
橋梁病害事故頻發(fā)
須建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
我國(guó)是橋梁大國(guó)，橋梁數(shù)量及規(guī)模已居世界前列。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)城市公路橋梁總數(shù)截至2021年底已達(dá)105萬座，其中40%的橋梁建設(shè)于20世紀(jì)90年代。國(guó)際權(quán)威期刊《事故分析和預(yù)防》統(tǒng)計(jì)表明，大部分橋梁平均使用壽命約為30-40年，據(jù)此推論，未來10年國(guó)內(nèi)將有40萬座橋梁進(jìn)入病害爆發(fā)高峰期。
在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行以及各種環(huán)境的影響下，橋梁會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫、支座脫空、伸縮縫損壞等病害；與此同時(shí)，近年來超載車輛的不斷增多，導(dǎo)致橋梁坍塌事故時(shí)有發(fā)生。例如，無錫高架橋坍塌事故致使3人死亡、2人受傷；湖北鄂州橋梁垮塌事故致使4人死亡、8人受傷。
因此，改變橋梁傳統(tǒng)定檢模式，建設(shè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁安全狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知迫在眉睫！
克服橋梁監(jiān)測(cè)難題
兩大產(chǎn)品并肩作戰(zhàn)
我國(guó)橋梁監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的探索，可追溯至20世紀(jì)90年代。時(shí)至今日，行業(yè)內(nèi)仍有兩大難題尚未完全解決。一是橋梁傳感器數(shù)量多，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多而雜，同時(shí)環(huán)境、噪聲等導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量不高；二是海量數(shù)據(jù)價(jià)值未充分挖掘，如何利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確識(shí)別橋梁病害與風(fēng)險(xiǎn)依舊是難點(diǎn)。
聚焦橋梁監(jiān)測(cè)痛點(diǎn)難點(diǎn)，辰安科技基于清華大學(xué)合肥公共安全研究院橋梁監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究成果，結(jié)合合肥生命線工程51座橋梁監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)出兩款核心產(chǎn)品——橋梁前端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合處理機(jī)和橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
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橋梁前端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合處理機(jī)，具有強(qiáng)大的邊緣計(jì)算能力，能夠?qū)η岸舜罅繑?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度剔除、噪聲干擾剔除、長(zhǎng)周干擾剔除及FFT等邊緣計(jì)算。同時(shí)，它還支持各類傳感器集成，提供工業(yè)級(jí)雙鏡像系統(tǒng)保護(hù)（避免數(shù)據(jù)丟失），平均無故障工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5000小時(shí)。
橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)報(bào)警、信息管理、安全評(píng)估子系統(tǒng)，從事前、事中、事后三個(gè)階段建立安全監(jiān)測(cè)聯(lián)動(dòng)措施，為政府和橋梁管養(yǎng)單位提供了一套集日常監(jiān)測(cè)、處置、服務(wù)于一體的管理平臺(tái)，有效保障城市橋梁安全。
深度聚焦橋梁安全
三大優(yōu)勢(shì)保駕護(hù)航
橋梁監(jiān)測(cè)難，更難的是橋梁結(jié)構(gòu)病害的分析與識(shí)別。依托清華大學(xué)合肥公共安全研究院，辰安科技在長(zhǎng)期的探索實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)積累中，不斷迭代更新產(chǎn)品，已形成三大產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。
1、依托科研單位橋梁實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
橋梁監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在不同結(jié)構(gòu)類型橋上安裝各種結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)類傳感器、荷載監(jiān)測(cè)類傳感器、氣象監(jiān)測(cè)類傳感器，研究分析不同荷載、不同氣象環(huán)境下的橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)橋梁監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)如監(jiān)測(cè)預(yù)警模型、安全評(píng)估模型的研究與驗(yàn)證。
2、AI技術(shù)與力學(xué)分析結(jié)合，算法模型準(zhǔn)確率高
通過AI技術(shù)與力學(xué)分析相結(jié)合的模式，研發(fā)相關(guān)算法模型，包括超載車輛識(shí)別、支座/伸縮縫異常識(shí)別算法，結(jié)合動(dòng)態(tài)+固定閾值，實(shí)現(xiàn)對(duì)常見橋梁病害/風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)識(shí)別預(yù)警。此外，團(tuán)隊(duì)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行病害復(fù)現(xiàn)，反復(fù)進(jìn)行模型訓(xùn)練及驗(yàn)證，從而提高模型精準(zhǔn)度。
以支座異常識(shí)別模型為例。支座作為連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，直接影響著行車的舒適性和橋梁的安全。團(tuán)隊(duì)在大量的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)趨勢(shì)擬合分析，并利用相關(guān)性理論識(shí)別異常數(shù)據(jù)，達(dá)到支座脫空、變形識(shí)別的目的。目前結(jié)合實(shí)際案例驗(yàn)證，準(zhǔn)確率可達(dá)70%以上。
3、起步早，落地廣，橋梁病害數(shù)據(jù)與案例積累豐富
截至目前，公司已累計(jì)完成300余座結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，獲取各類傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)億條。團(tuán)隊(duì)依托海量數(shù)據(jù)建立了橋梁模型庫(kù)、案例庫(kù)、病害庫(kù)、特征庫(kù)，為模型算法的深入研究提供了必要條件。同時(shí)，豐富的案例積累背后是一個(gè)又一個(gè)橋梁安全事件的消除與解決，有效保障了橋梁的安全運(yùn)行。
技術(shù)流程雙管齊下
橋梁安全面面提升
產(chǎn)品在技術(shù)與流程管理上同時(shí)發(fā)力、“雙管齊下”。
一是在技術(shù)上“保安全”，通過全天候監(jiān)測(cè)值守，通過海量數(shù)據(jù)挖掘及分析，及時(shí)掌握橋梁的結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)；當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警并第一時(shí)間通知相關(guān)人員，做到閉環(huán)管理；同時(shí)，每日的橋梁安全評(píng)估可以實(shí)時(shí)掌握橋梁安全狀態(tài)。二是在管理上“優(yōu)化流程、梳理權(quán)責(zé)”，通過月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，針對(duì)性指導(dǎo)制定養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，及時(shí)消除隱患；一旦發(fā)生特殊或異常情況，通過數(shù)據(jù)及流程的閉環(huán)管理等溯源追蹤、查找原因、強(qiáng)化責(zé)任。
目前，辰安科技橋梁安全產(chǎn)品在安徽省內(nèi)主要應(yīng)用于合肥、滁州、蕪湖等十六個(gè)地級(jí)市及部分區(qū)縣級(jí)單位，在安徽省外主要應(yīng)用于成都、烏魯木齊、佛山等城市。以合肥市為例。截至2023年6月5日，合肥生命線橋梁監(jiān)測(cè)形成各類報(bào)告100余份，累計(jì)監(jiān)測(cè)超過75t的超載車輛3萬余輛，橋梁結(jié)構(gòu)異常、車輛撞擊、重車擁堵事件協(xié)助聯(lián)動(dòng)處置40余次，全面提升了合肥市橋梁的安全運(yùn)行。
橋梁是城市生命線重要組成部分之一，與民生息息相關(guān)。保障城市橋梁安全運(yùn)行，推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展一直是辰安作為一家科技企業(yè)的重要使命。辰安科技愿與社會(huì)各界一起，持續(xù)以創(chuàng)新科技助力橋梁安全運(yùn)行！