全天候智慧“体检” 24小时专职“诊断” ——交通基础设施智慧监测解决方案
一、基础设施智慧监测平台
面向桥梁、隧道、道路、边坡等基础设施全寿命周期数智化管控开发的“基础设施智慧监测平台”，应用于山东、四川等六省份100余座重点交通基础设施，覆盖超过省内80%的长大桥梁，形成了沿黄跨海通道、京杭运河内河通道、京台济青干线等多个典型集群。在结构安全监测、施工期监测、智慧高速、养护科学决策方面得到广泛应用。
（一）“资源汇聚互联互通”—大规模集群管理平台
针对省域级、集团级大规模基础设施集群研发“智慧监测管控平台”，通过智慧监测顶层设计，解决下属管理运营单桥系统不统一、分散管理的难题，打通上下节点，形成主动监测、智能分析、科学预警和及时响应的工作闭环。承担的交通厅“山东省省级公路长大桥梁结构健康监测平台”建设，将山东省长大桥监测清单桥梁全部纳入管理，成为单桥监测系统与部级平台数据互通的关键传输枢纽，有利支撑全省公路桥梁服役性能基础研究。
（二）“区域设施一网统管”—区域网级智慧监测
针对地区、路域管养城市或高速基础设施分散、养护应急处置响应时效低、决策难的难题，建立融合定期检测信息、安全监测数据和日常管养建议的“一网统管”区域级集群监测平台，实现区域内数据共享、联动报警识别、服役性能跟踪和重点区域特性分析。已在济宁、东营等多地市城市管理单位和高速公路运管单位落地应用，为当地提供可持续的监测管养一体化服务。
（三）“重点结构智能养护”—数字孪生智慧监测
基于“一桥（隧）一策”理念，融合结构物检测、监测、养护历史等多源数据，采用数字孪生、雷视融合、机器学习等技术，打造包含养护闭环管理、实时智能感知、车道级轴载谱统计等功能的系统平台。覆盖结构异常、环境风险、路网监控特定场景，融合网页端、APP、短信、邮件多种报警手段，是桥隧工程师最智能的养护助手。成果已在多家高速运管单位落地应用，并在交通运输部“数字化试点”考核中得到专家高度评价，助力山东高速集团2023年度桥梁国评取得全国第一的优异成绩。
二、智慧监测成套技术
公司致力于打造交通基础设施智慧监测解决方案及工程技术一站式服务平台，研发等多项行业领先的技术装备，提供迭代可持续的高质量解决方案。
（一）智慧监测体系装备
“火眼金睛”—视觉挠度监测装备
自研基于图像测量算法研发“视觉位移计”和“桥梁形变动态综合测量技术”，为准确识别桥梁动态形变戴上火眼金睛，50Hz采样下测量精度可达0.01mm。具备非接触、适用场景广、抗干扰强的特点，荣获“测绘科学技术奖一等奖”，已在超过60余个项目中应用。新一代双目视觉位移计已实现多采集端集成和更广域的视野范围，一台终端可同时监测多项参数，在中小跨径桥梁监测中具有极高应用价值。
“闻风即动”—微变形监测雷达
研发用于桥梁动挠度监测的无线非接触式、采传一体的太赫兹毫米波雷达，具备高频高精度、快速化部署等特点，进一步扩展结构性能评估方法，优化整体投入，被中国公路学会评价为国际领先水平。
“天罗地网”—无线智能监测装备
针对高墩倾斜、塔偏、缆索等关键结构位置偏、监测难的问题，采用无线智能重点超低功耗无线传感和边缘计算技术研发无线智能监测装备，实现传感终端模块化、灵活组网，在特殊结构桥、临时结构、施工期监控关键参数具有良好应用效果。
（二）“空-天-地”立体监测
运用星载InSAR、无人机、高精度北斗定位、三维激光扫描等监测手段构建基于“空-天-地”的多元立体监测预警体系，研发桥隧长期性能演变监测分析、边坡滑塌灾害实时监测预警决策网络系统平台，建立了以桥隧结构、滑坡变形过程规律为预警指标的过程预警模型，显著提升基础设施灾害监测预警能力。
（三）巡检管控自动化装备
针对公路隧道、地铁、桥梁箱梁等密闭空间风险高、日常巡查和病害核查难度大的问题，研发自动化巡检体系装备，采用高精度定位、机器视觉、病害识别等技术，可对密闭空间任意位置风险事件、可疑病害巡查上报，实现结构安全状态全天候自动化感知，显著提升养护检查效率，保障桥隧安全运行。作为省内首台隧道巡检机器人在蟠龙隧道投入使用。
（四）决策分析应用模型
以实际管养需求为导向，研发应对各类结构评估问题的成套分析应用模型，包括应用于大跨悬索桥涡振的识别算法、应用于大跨径桥梁频率的提取算法、应用于桥梁加固效果评估的挠度提取方法、桥梁中性轴识别及梁桥横向连接性能评估方法等一系列辅助决策的分析算法，集成应用于监测平台，为运管单位提供持续的数据分析支持和决策依据，优化养护投入分配。
三、数智养护场景解决方案
公司聚焦“交通基础设施智能化”领域，以基础设施数字化为载体，开展智能感知、智能建造、科学决策与智慧管养、智慧交通科研创新与应用，重点解决基础设施建管养期间的重大或关键结构风险监测与评估、安全运营和科学决策难题。结合大数据平台和面向不同场景的监测装备及技术，形成针对不同类型交通基础设施的体系化监测解决方案。
（一）特大及特殊结构桥梁安全监测
针对运营期特大及特殊结构桥梁，构建基于全参数的体系化安全监测与预警解决方案，基于实时监测、日常巡检和定检数据的融合挖掘，实现运营状态安全评价、精准评估、突发事件快速决策和科学的预防性养护决策。如在平原5.5级地震发生时，运维团队2小时内完成省内近40座特大桥“结构振动”、“挠度”等关键参数评价，快速出具分析报告，辅助运管单位应急决策，保障桥梁畅通。在桥梁长期性能评价和地震、台风、车辆撞击、火烧桥等突发事件保障中发挥重要作用。
（二）中小跨径桥梁轻量化移动化监测
针对中小跨径桥梁数量多、分布广和成本限制的问题，通过轻量化、移动化、分布式监测技术和装备，以少量设备在区域内不同桥梁结构轮转监测，实现最大化力学性能指标评价覆盖，扫除区域内监测盲点和空白；将“建设-管理-服务”的传统监测模式，转变成以监测数据分析服务为主、针对区域桥梁整体性能评价的短期动态监测和轻量长期监测模式，优化养护投入，为用户提供持续、低成本的监测服务链条。在中小跨径桥群性能评估、监检测数据融合分析、单板受力病害诊治预防及临时重点结构安全评价方面具备丰富解决经验。
（三）施工期自动化与全寿命跟踪监测
对施工期、运营期桥梁进行全方位监测，辅助各施工阶段有序开展，掌握施工进度及施工质量，为运营期桥梁安全评估、应急事件处理及养护、维修、加固提供决策建议，并进一步反馈、优化桥梁设计，评估设计准确性和验证理论模型，形成桥梁全寿命周期跟踪监测闭环，提高桥梁结构安全性、延长使用寿命、降低维修成本。在沾临黄河特大桥等特大桥梁监控和跟踪监测中取得良好应用效果。
（四）重载交通下桥梁风险监测与评估
基于大件运输等重载车辆通行前、通行中和通行后监测数据及通行桥梁检测情况进行损伤评估分析，为大件运输车辆通行管理和桥梁养护工作提供技术支持，形成“评估-通行（加固）-评估”的重载车辆桥梁管控闭环体系。归纳形成的独柱墩桥梁通行风险监测方案，被写入山东省政府《关于加强大件运输管理确保桥梁安全运营的工作方案》，已在全国40余座桥梁中推广应用。
（五）加固桥梁性能演变跟踪
搭建模块化、低功耗、自组网的监测体系，对临时结构、抢险或加固桥梁快速化监测，深入分析病害成因，指导制定可靠的维修保养或加固方案；基于自主开发的集成横向分布系数等算法的边缘计算芯片，实现结构安全性能和关键指标的加固效果后评估，持续跟踪并归纳总结同类桥梁性能演变规律，加强重点环节预防。下图为对跨京九铁路某高速加固桥梁开展的监测效果评价。
（六）日常管养应急管控
桥梁防撞预警—利用边缘计算、联动触发结合自研网关、智能终端、边界雷达等设备，毫秒级捕捉跨线桥撞击、桥墩撞击等特殊情况，通过短信、App、邮件等多种方式实时反馈管养人员，快速响应，及时处置。图示为2024年1月青兰高速某处跨线桥梁防撞监测捕捉到某超限车辆撞击桥梁事件，报警系统同步报警管养单位，成功协助完成核查处置并定位肇事车辆追责。
航道船舶监控—同时，利用激光雷达、监测设备、航道灯提供通航桥梁船舶超高、偏航实时监测预警和夜晚通航指引，实现航道防撞主动监控，化解可能存在的船舶碰撞桥梁风险，主动保障桥梁和船舶的安全。相关技术已在岷江、京杭运河多处航道桥梁中取得优良应用效果。
荷载通行状态与风险事件识别—通过雷达和视频融合感知，实现对桥梁或隧道区域车辆等移动荷载行驶状态、交通事件、通行流量等综合监测，为管养单位提供下辖基础设施立体、全面、一站式的监测手段。通过智能分析算法及热成像检测手段，进行“行人”、“重点车辆”、“非法侵占”、“交通事故”、“火灾”等特殊事件实时识别报警，综合提升数字化养护管理水平。
（七）隧道安全监测与智慧运营
分别选取施工期、运营期隧道典型断面，对衬砌受力、变形等关键指标建立隧道长期性能监测系统，结合自主研发的隧道巡检机器人，实现对隧道衬砌变形、受力、环境、病害等指标的实时监测，通过分析二衬背后受力、衬砌变形与衬砌应变等指标的时空演变规律，预测相关指标后续的演化趋势，研发隧道性能衰退演化预测模型，实现对隧道服役性能的准确、有效预测与评估，为隧道维修养护与管理决策提供数据支撑，确保隧道安全运营。
（八）边坡结构安全监测
依托典型山区高速公路，通过布设GNSS监测站、智能裂缝监测仪、压电式雨量监测站等设备，集成各类监测信息，构建了基于雨量信息的高速公路沿线边坡分区分级提示性预警模型、切线角位移过程预警模型与降雨阈值预警模型，建立了基于变形的单体高大边坡监测预警技术和边坡变形实时反分析模拟系统，构建了山区高速公路高大边坡滑塌实时监测预警决策系统网络平台，并在乐宜高速、乐自高速、鸡石高速和通建高速高边坡开展应用示范，变形监测精度到毫米级别，可有效判识边坡微小变形和整体变形趋势，通过长期性能监测，可实现高速公路高大边坡滑塌的有效预警，提升地质灾害监测预警能力。图示为四川乐宜高速、云南通建高速边坡监测效果。
（九）路面、桥隧长期性能观测
公司承担了交通运输部公路路基路面长期性能科学观测网第一批试点项目和山东省交通运输基础设施长期性能科学观测网第二批试点项目，开展路基路面和桥隧长期性能研究，探索基础设施性能衰变规律，目前已完成全部试点建设，正在持续采集数据，建设成果得到交通部专家高度认可。图示为省内沾临高速长期性能观测点现场。
四、应用成效
目前，交通基础设施智慧监测全流程技术方案已应用到全国六省100余座重点基础设施，累计采集数据超500T，日常监测管理超过13000套智能终端设备，已成为山东省内规模最大的集群化监测平台。推广应用到东营、青岛国家城市安全风险预警平台试点建设，并在京台南、济青智慧高速中得到推广应用；同时为“国家新型城市基础设施建设试点”和“城市基础设施安全运行监测试点”双试点“济宁市市直桥梁监测项目”提供全流程解决方案，创下省内城市特殊结构桥梁集群监测规模之最。移动化监测模块成功申报交通运输部《在役干线公路基础设施与安全应急数字化试点工作》；编制《智慧高速公路建设指南》、《桥梁智慧健康监测技术标准》多项技术标准；相关技术方案获评山东省优秀大数据应用案例、检验检测促进经济社会创新发展优秀案例和山东省第五届数据应用创新创业大赛二等奖等荣誉。
公司拥有一支全研究生学历、60余人的支撑团队，人员涵盖桥梁、机电、测绘、大数据分析等10余个学科，具备稳定的现场施工、设备运维、软件开发、数据分析能力和丰富的设计实施经验，在2022-2023年先后承担交通运输部长大桥梁健康监测实施清单中山东、四川两地共15座长大桥监测系统设计与实施工作，得到主管部门高度认可。为建设单位、运管单位提供高价值可持续的技术支撑，因地制宜助力基础设施建管养全生命周期管控提质增效。
基础设施智慧监测作为集团“工程医院”“检测—诊断—修复—抢险”综合服务体系重要组成部分，将继续通过重点攻关和创新深入推进检监测技术发展，不断挖掘监测数据价值，为提升基础设施全寿命管养水平持续贡献力量。
