突然“呼吸”的虎門(mén)大橋，將打開(kāi)另一個(gè)千億級物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)

具體來(lái)說(shuō)，打造一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)監測系統閉環(huán)包括數據采集、數據傳輸、數據中臺以及應用端。數據采集包括智能傳感器、傳感網(wǎng)和巡檢終端等；數據傳輸包括LoRa、NB-IoT等；數據中臺包括數據管理、分析以及可視化平臺；應用層則對應了各類(lèi)基建設施，對于安全性需求較高的領(lǐng)域，例如軌道交通、能源行業(yè)等等。

（圖片來(lái)源：源清慧虹）

橋梁是連接現代交通的“咽喉”，然而其一旦建成投入使用后，就會(huì )進(jìn)入不斷退化、老化的階段。

港珠澳大橋

近些年，一些列的橋梁損害甚至坍塌事故，都在提醒我們必須高度重視橋梁的健康檢測與安全評估，及危橋的損傷檢測和監控，爭取消除隱患。所以對橋梁健康狀況進(jìn)行監測和評價(jià)，掌握其健康狀況是有非常重要的意義。橋梁結構的監測也就成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術(shù)手段。

顯然，監測的過(guò)程僅靠人力是不可能的——費時(shí)費力費成本不說(shuō)，還無(wú)法做到監測的實(shí)時(shí)性，像上文中提及的“南方澳大橋21年未做獨立檢測”的現象絕非個(gè)例。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠程橋梁結構健康監測中，成為一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節。

在小編看來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于橋梁監測主要體現在兩個(gè)方面：

01

應對貨車(chē)超載

在高架橋兩端加裝路面壓力傳感器，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行車(chē)輛載重和類(lèi)型識別，和攝像頭聯(lián)接獲取違規車(chē)輛的車(chē)牌信息，在進(jìn)行分級實(shí)時(shí)告警的同時(shí)，還可以統計路面總體載荷。

案例：

目前，交通設施智能管理平臺已在上海投入試運營(yíng)。今后超載貨運車(chē)一旦違規駛上高架橋梁，橋上埋設的線(xiàn)圈會(huì )自動(dòng)感知微小受力變化，同步向智能管理平臺報警。據相關(guān)工程技術(shù)專(zhuān)家介紹，以前高架橋梁對重車(chē)的監控大都是人工觀(guān)察，今后可以通過(guò)在道路內植入帶有信號發(fā)射功能的傳感器，實(shí)時(shí)監測每一座設施的荷載和運作狀況。

一旦有超過(guò)該橋梁負荷的卡車(chē)出現，傳感器能及時(shí)感應并向監控平臺自動(dòng)報警，工作人員上報信息，由執法者對違規卡車(chē)進(jìn)行及時(shí)處理。目前，這項技術(shù)已經(jīng)在松江辰塔大橋試運作。

02

對橋梁健康狀況進(jìn)行日常監測

在大橋中植入若干個(gè)不同種類(lèi)的傳感設備，另設立匯集節點(diǎn)/網(wǎng)關(guān)和實(shí)時(shí)監測平臺，利用低功耗廣域網(wǎng)等技術(shù)無(wú)線(xiàn)傳輸監測數據并發(fā)送數據至匯集節點(diǎn)，再將數據傳入平臺層進(jìn)行儲存、處理與分析，并根據分析結果及時(shí)采取應對措施，比如當橋梁極限承載力損失嚴重時(shí)，考慮將其拆除。

案例：

在武漢市，中鐵大橋科學(xué)研究院的技術(shù)人員為42座橋梁安裝15種、共1929個(gè)傳感器，硬件設備更是達到了25類(lèi)、共3053套。技術(shù)人員將通過(guò)這些傳感器和硬件設備對橋梁的結構安全（即應變、裂縫、位移、撓度、傾角、溫濕度）、車(chē)輛荷載（即車(chē)型、車(chē)速、車(chē)重、軸重、車(chē)長(cháng)）、獨柱墩匝道傾覆及滑移（即應變、位移、傾角）、沉降及橋面線(xiàn)形（即撓度、GPS）等關(guān)鍵參數進(jìn)行監測。

橋梁的結構狀況、基礎沉降、車(chē)輛監測抓拍等各種監測數據將實(shí)時(shí)地通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)存儲至云計算數據中心服務(wù)器中，從而實(shí)現“一橋一檔”電子化戶(hù)籍式管理。若無(wú)其事，原來(lái)是最狠的報復。

其次，技術(shù)人員還會(huì )到現場(chǎng)對橋梁外觀(guān)進(jìn)行檢查，并將檢查結果通過(guò)手機APP上傳。各級管理人員或技術(shù)人員可以通過(guò)任何一臺電腦的瀏覽器或手機APP進(jìn)行登錄訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)時(shí)掌握這42座橋梁的健康狀況，有助于技術(shù)人員及時(shí)處理突發(fā)事件、及時(shí)修復病害橋梁、確保橋梁運營(yíng)安全。

另外，“智慧橋梁”系統還能自動(dòng)生成維修建議，并通過(guò)查閱系統中的監控視頻、檢測數據，為事后追溯、索賠提供依據。

物聯(lián)網(wǎng)在結構監測中的應用

當然，不只是橋梁，隨著(zhù)中國大規?；A建設浪潮的漸漸消退，隧道、樓宇、軌道等各種結構物都開(kāi)始進(jìn)入長(cháng)期的運營(yíng)使用階段。但是，在各種自然界的不確定外力加載下，以及經(jīng)濟發(fā)展的需求，致使各種結構物超載疲勞運營(yíng)現象普遍出現。

然而，前期的設計、施工并不能確定結構物是否正常運營(yíng)，必將需要一種更實(shí)時(shí)、快捷的方式對運營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行全面的精細化監測，尤其是對已經(jīng)服役多年的老舊結構物。

結構監測前景大有可為

中國結構監測的市場(chǎng)剛剛起步，結合著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)，智慧城市的發(fā)展，未來(lái)五年內會(huì )滋生出數十億的市場(chǎng)份額，同時(shí)隨著(zhù)現有建筑物的逐步老化，市場(chǎng)還會(huì )越來(lái)越大。鑒于傳感器的生命周期一般為8年左右，所以也是一個(gè)無(wú)限循環(huán)的市場(chǎng)。如果新建筑物在施工階段就采用物聯(lián)網(wǎng)結構監測方案，那么整個(gè)市場(chǎng)無(wú)疑會(huì )擴大很多。

例如，一座普通200米左右橋梁監測費用10萬(wàn)左右，每公里隧道監測費用5萬(wàn)左右，每公里地鐵監測費用5萬(wàn)左右，一座體育場(chǎng)館監測費用100萬(wàn)左右，高層建筑監測費用30萬(wàn)左右。

據統計，截止2015年，國內現有大小橋梁70多萬(wàn)座，隧道8000多座（總長(cháng)度4000多公里），地鐵總長(cháng)度超過(guò)3000公里，大型體育場(chǎng)館上千座，老舊建筑，高層建筑數量龐大，未來(lái)都有實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測預警的需求。

同時(shí)日益增多的地質(zhì)災害也是一個(gè)龐大的監測市場(chǎng)。猶記得2018年5月9日，成都高新區聯(lián)合成都高新減災研究所，在成都高新區60個(gè)社區啟用地震預警“大喇叭”，通過(guò)社區廣播、手機、電視等多途徑，在地震波到達前提前預警，為民眾避險爭取寶貴時(shí)間。

在虎門(mén)大橋“深呼吸”的同時(shí)，我們看到了物聯(lián)網(wǎng)監測系統在舊基建中承擔的安全責任和擔當。同時(shí)，我們也應當看到在新舊基建需求同時(shí)增加后，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的進(jìn)一步擴張。