一、概述

现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点，对交通运输发展具有重大影响。桥梁在长期的使用过程中，由于环境侵蚀、材料老化和日益加重的交通量及重车、超重车过桥数量的不断增加，导致桥梁结构损伤和功能退化。从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下导致灾难事故发生，造成重大的人员伤亡和财产损失。对桥梁结构性能进行自动化监测和诊断，及时进行损伤评估和安全预警已成为未来桥梁建设的必然要求。

二、系统组成

桥梁自动化在线监测系统是集物联网、传感器、无线传输、云计算等技术于一体的自动化监测系统。该系统通过采集桥梁关键部位的结构和环境数据，对桥梁结构的工作状态、使用性能进行实时监测和分析评估，根据系统采集的关键数据为桥梁在特殊气候、交通状况或桥梁运行中的严重异常状况触发预警信号，为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导，以保证桥梁在营运期间的安全性。桥梁自动化在线监测系统架构如下图所示，其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。

感知层：主要完成待监测物理量的信号转换，其由多种类型智能传感器构成，主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。数据采集层主要负责数据采集，将感知层转换后的电信号转换成数字信号，以方便数据远距离传输。

传输通信层：负责采集层与云平台之间通信及数据传输，数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据发送到云平台及云平台数据下发;无线传输主要通过2G/3G/4G/5G将数据传输到云平台及云平台数据下发。

应用层：负责数据信息化管理，如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、预警等。预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员，并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。

三、系统功能

■24 小时实时监测：对桥梁变形、受力、环境等全自动化在线监测，实时掌握桥梁整体施工/运行的安全状态、从整体上把握桥梁健康和安全状态。

■多重分级预警：数据异常时，系统会触发相应三级报警机制，第一时间以短信、传真、广播等形式通知用户。

■应急预案处理：从专家库直接提取相应处理办法，及时采取人员介入、封锁道路等办法，将安全隐患消除在萌芽状态。

■荷载监测：桥面受荷载的影响力最为直接，因此，应力监测可以了解作为主要承力构件的受力状态，及时诊断桥梁的病害，为控制车辆荷载和桥梁结构的疲劳分析提供数据支撑。

■应力应变监测：关键受力部位可能会产生裂缝，裂缝的发展趋势是判断结构承载能力的重要指，通过安装磁电式传感器，可以完成对桥梁振动的长期监测。

■行业规范标准形成：制定出适合结构健康监测的安全评价标准体系，形成行业标准规范。

四、云平台

云服务器部署在云端，采用B(浏览器)/S(服务器)模式，可以购买阿里云或者腾讯云服务，也可以自建服务器，硬件要求根据配隧道监测数量而定，桥梁在线监测系统云平台由辰迈开发，具有完全自主知识产权，其主要功能是控制系统各个模块自动运行，接收、显示、保存、查询、打印报警信息，系统主要功能：桥梁沉降监测管理功能、桥梁监测地图信息、桥梁监测传感器、系统设备信息、视频图像信息、预警信息查询、集成深部位移监测信息查询、发布信息设置、开放平台接口。

五、系统价值

桥梁自动化在线监测系统可用于实时在线监测桥梁的各种需要监测的量值。桥梁相对地质条件复杂，施工环境恶劣，传统人工检测手段难以全方位保证隧道安全。桥梁自动化在线监测系统，针对桥梁全生命周期中的监测重难点问题，提供针对性的监测解决方案，数据传输到本地服务器，本地永久储存，数据实时查看监测，历史数据随时可查。数据上传云端永久备份，并且通过云端嵌入的学习算法和模型，对桥梁的各项监测数据进行分析，综合评估桥梁的健康状况，有效预警、防范和遏制重大事故发生，为用户组织抢险，疏散影响区域人群赢得时间，减少事故伤亡和财产损失，为桥梁施工和运营的安全保驾护航。