物聯網傳感器在橋梁健康安全監測中的作用應得到重視

　　2019年10月10日18時10分許，江蘇無錫312國道K135處、錫港路上跨橋發生橋面側翻事故，造成3人死亡、2人受傷。經初步分析，事故發生原因可能是上跨橋側翻運輸車輛超載。事故造成的結果是誰都不愿看到的。與此同時，大家也在積極討論事故發生的原因和有效的解決方案，因為城市交通關系到我們每一個人的日常通勤，而城市管理更是大家熱衷和關注的。隨著近幾年云計算、大數據的發展，物聯網傳感器技術能否在這方面發揮其獨特的作用呢?

　　其實，大橋坍塌的事故已不是第一次發生。就在10天前的10月1日，臺灣省宜蘭縣有著21年橋齡的南方澳跨港大橋突然坍塌，造成6人死亡、多人受傷。那么，針對大橋倒塌事故頻發，我們能做些什么呢?

　　隨著橋梁建設和交通系統的日趨完善，橋梁也從大規模建設向橋梁監測評估管理過度。另外，隨著時間的推移，越來越多的橋梁將達到或接近使用壽命，加之常年累月接受車輛重壓，導致橋梁發生結構性的損傷，出現老化現象，尤其是大型橋梁，一旦發生坍塌事故將造成難以挽回的損失。因此，對橋梁進行健康安全監測至關重要。那么，我們能否通過物聯網傳感器技術減少甚至杜絕此類事故的發生呢?

　　目前，物聯網在橋梁監測方面的應用有兩個方面，一是預防及應對貨車超載，二是實時監測橋梁整體環境。 上海南浦大橋安裝的GPS測量站及拉索索力計設備。

   預防及應對貨車超載

　　利用GIS與BIM技術、物聯網技術、云技術和大數據挖掘等多項功能，能為交通基礎設施提供全壽命周期管理與決策支持，其中包括對違規駛上橋梁的超載車輛進行報警。

　　例如，通過在橋梁上加裝傳感器設備，對橋梁的震動、位移等方面數據進行實時監測，來確定重車駛上橋時橋梁結構的變化。不同類型的橋梁設置相應的警戒值，超過警戒值就會自動進行報警。比如，通過設置在橋梁塔頂的GPS測量站，可監測并預警橋梁的結構變形程度。相關的實時數據會發送到技術人員的終端，并匯總到智能化運行維護平臺，以判斷是否有超載車輛。

　　實時監測橋梁整體環境

　　隨著物聯網及智慧城市的不斷深入發展，對橋梁的健康安全監測、重要結構部位的養護，都已離不開對傳感器的應用。一些可靠、精確和便宜的新型傳感器的開發和應用，有力推動了橋梁健康安全監測的發展。例如，在上海、武漢等多處的橋梁結構件中屢見不鮮。比如壓力傳感器、位移測量傳感器、應變測量傳感器、振動測量傳感器等，被越來越多的應用到橋梁健康安全監測中。

　　例如，目前，在南京長江二橋上安裝著200多個傳感器，它們24小時捕捉著橋梁的所有信息，并發送到數據檢測中心進行分析，一旦有異常，便可以提前預警，分析問題原因，再由管養人員進行修理。

　　其中，傳感器會實時傳送大橋的環境信息，比如當時橋上的風速、溫度、車輛負載等結構信息，比如橋面變形情況、斜拉橋的索力等。一旦捕捉到的數據超過預先設定的數值，系統就會自動報警，然后工作人員根據信息判斷，給負責橋梁的管養人員下達指令。

　　再比如，10月8日上午，武漢楊泗港長江大橋正式通車。這座由中鐵大橋局承建的大橋，是世界上跨度最大的雙層公路懸索橋。為確保該橋運營安全，提高大橋未來的管養水平和效率，橋科院為該橋量身定制了一套長期健康監測系統。 該健康監測系統由自動化監測、人工巡檢養護、交通監測、數據存儲與管理、安全預警與狀態評估、用戶界面等六個子系統組成。在設計時充分考慮了楊泗港長江大橋的特點，設置了環境荷載監測、結構響應監測、交通監測三種監測類型，包括風速風向傳感器、環境溫濕度傳感器、車速車軸儀、振動傳感器等在內的17個監測項目，共計505個測點，均分布于大橋塔頂、錨碇、橋面等關鍵位置。

　　健康監測系統可對一些人工無法到達的隱蔽部位進行監測，同時可實現實時的損傷檢測，及時發現橋梁的損傷與性能退化，對大橋使用過程中出現的損傷進行定性、定位和定量分析，實現防患于未然。在突發性事件，例如強烈地震、大風或其它嚴重事故發生之后，可對橋梁進行安全性能和工作狀態評估，還可以利用收集到的特定信息對大橋狀態和安全進行評估，給養護管理人員提供輔助決策依據，實施有效的養護、維修與加固工作，進一步節約了維護經費。

　　經過這次事件，希望有關部門能在查清事故原因的同時，吸取教訓，加強對橋梁和過往車輛的監管;同時，我們也應該充分意識到，橋梁運維管理信息化的必要性，也希望在未來的橋梁監測工作中，讓現代物聯網傳感技術得到更加廣泛的應用，發揮出更大的作用。