AI+多模态感知监测系统如何让桥梁自己“告警”
桥梁作为城市基础设施的重要组成部分,承载着城市交通的命脉。它们不仅是连接区域、促进经济发展的关键节点,更是城市运行安全的生命线。在城市化快速推进和交通流量持续增长的背景下,桥梁结构的安全性、耐久性和稳定性面临着前所未有的挑战。传统的桥梁运维模式往往依赖定期人工巡检和静态荷载测试,存在检测周期长、成本高、干扰交通、数据滞后等问题,已难以满足现代城市对基础设施智能化、精细化管理的需求。
近日,北京经济技术开发区(以下简称“经开区”)启动区内桥梁“深度体检”专项工作,通过运用承载能力巡检动测新技术,为关键桥梁“健康状态”绘制“安全画像”。依托“政产学研用”协同机制,有力推动桥梁安全管理从“事后被动维护”向“事前主动预防”转变,为探索城市基础设施生命线智能管养提供可复制、可推广的“亦庄方案”。
一、桥梁安全不容忽视,传统运维面临挑战
桥梁作为城市交通体系中的关键设施,其安全运行直接关系到道路通行能力、交通运输效率乃至城市运行安全。特别是在大型城市或产业密集区域,桥梁不仅要承载日常高频次的交通流量,还需应对突发性重载运输、极端天气等多重压力。
然而,传统桥梁运维方式存在诸多局限。首先,人工巡检依赖经验判断,存在主观性强、检测频次低、信息滞后等问题。其次,常规荷载试验往往需要封闭道路、动用重载车队,不仅成本高昂、操作复杂,还对交通运行造成较大干扰。此外,检测数据多为静态信息,难以形成对桥梁结构状态的动态、连续评估,难以及时发现潜在风险。
在当前城市运行节奏加快、基础设施老化问题日益突出的背景下,传统运维方式已难以满足城市治理现代化的需求,亟需通过技术手段实现桥梁管理的数智化升级。
二、技术革新:感知末梢”到“智慧中枢”的全栈升级
除了“亦庄方案”这种“无感智检”方式外,构建7*24小时常态化监测也是大势所趋。万宾科技整合 10 年研发沉淀,推出多模态感知与 AI 协同驱动的桥梁健康监测系统,实现从“感知末梢”到“智慧中枢”的全栈升级。
1.全维度感知,不留监测死角
监测系统覆盖环境、作用、结构响应、结构变化四大核心维度,实现从桥面到桥基的全要素监测。环境监测方面,通过智能温度传感器、结冰监测仪等设备,实时捕捉温度湿度、桥面结冰、风速风向等参数;作用监测精准捕捉车辆荷载、船舶撞击、地震等外部影响,其中车辆荷载监测可实现车重、轴重、车速等多参数同步采集;结构响应监测聚焦位移、应变、索力、振动等关键指标,主梁竖向位移监测精度达 1.5mm;结构变化监测则针对裂缝、腐蚀、基础冲刷等病害,做到早发现早干预。
城市生命线智能终端组成的产品矩阵,适配悬索桥、斜拉桥、梁桥、拱桥等各类桥型,无论是大跨度特大桥还是乡村小桥,都能提供定制化监测方案。以智能视觉形变仪 EN600-VD 为例,搭载 6 万亿次 / 秒 AI 并行算力,10 标靶同步监测,0.1mm 精度捕捉多点位形变,即便 40% 遮挡也能精准识别,彻底解决复杂环境下的监测难题。
2.AI 协同赋能,实现智能诊断
区别于传统监测的 “数据堆砌”,万宾科技将 AI 算法深度融入监测全流程,构建 “感知 - 分析 - 预警 - 处置” 闭环。端侧 AI 预处理引擎具备 180Mbps 边缘计算能力,可实现 90% 噪声过滤与特征提取,减少 70% 无效数据上传,让监测更高效。通过多源异构数据融合算法,系统能自动识别结构损伤模式与演化趋势,将误报率降至行业最低。
云边端 AI 一体化架构更是核心亮点。边缘节点就近完成数据预处理与低时延决策,响应速度从云端秒级压缩至毫秒级;云端平台兼容主流大模型,可根据任务需求弹性调度算力,支撑复杂算法迭代。针对车船撞击、拉索断线、支座病害等常见风险,系统能自动推理诊断,并推送风险等级、发展趋势及具体位置,让养护决策有据可依。
3.极简部署运维,降低应用门槛
万宾科技颠覆传统监测系统 “布线复杂、部署繁琐” 的痛点,实现从硬件到软件的全流程简化。采用 Cat.6 PoE 一线通技术,一根网线即可实现数据传输与供电,布线成本降低 60%,部署效率提升 3 倍。智能终端采用微型一体化设计,5 分钟即可完成安装,IP67 防护等级搭配 300 万条数据黑匣子,断网状态下仍可持续监测,适应各种极端环境。
运维层面同样省心省力。综合接入网关主机 EN405-SHM 支持 96 个异构智能终端接入,一座大桥仅需一台主机即可替代传统工控机群,系统复杂度降低 80%,年运维成本节省 50%。通过 AIOTU 城市物联感知平台,管理者可实现 “一图览” 风险可视化、“一网控” 监测智能化、“一体防” 处置联动化、“一表清” 保障科学化,让桥梁管理告别 “经验依赖”,迈入 “数据驱动” 新阶段。
随着城市化进程加速与基础设施老龄化加剧,桥梁健康监测已不再是“可选项”,而是城市安全运行的“必答题”。以AIoT、边缘计算、多模态感知为代表的智能监测技术,正逐步构建起覆盖“感知-诊断-预警-处置”的全链条桥梁健康管理体系,推动城市基础设施管养进入“可感知、可诊断、可预测”的智慧新时代。
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