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智慧管养 悬网诊脉

2018-07-09 09:11:59 来源:中国交通新闻网 作者:

7月是国省干线公路桥梁、隧道养护的重要时期,相比传统的人工检测、养护方式,物联网设备和技术因其智能高效、安全性高、数据可追溯等优势,在桥隧的日常养护中被大量应用。

物联网技术实现了物与物、人与物的互联互通,工作人员可以通过网络终端设备实时监控桥隧,获取异常信息,及时上报和处理,使养护更加信息化、智能化、集约化。

本文集中展示福建、江苏等省干线公路桥隧管养中使用的较为前沿的养护技术,报道其在日常养护中发挥的实际作用,以供参考。

福建:上天入地立体监控

特约记者 陈妍洁 通讯员 罗文华

近日,在福建省南平武夷山市上埔大桥上,伴随着轰鸣声,一架白色小型无人机正在对大桥进行“体检”。无人机时而盘旋爬升,时而在空中悬停,围绕上埔大桥进行“全景”拍摄。利用无人机悬挂的高分辨率摄像头,检测人员只用半个小时就完成了大桥的检测工作,支座缺失、变形,底部病害等情况在镜头前暴露无遗。

南平水网密布,桥梁尤其是大跨径桥梁多。这些公路桥梁大部分建于上世纪七八十年代,以双曲拱、刚架拱等轻型结构桥梁为主。随着近年来车流量的增大,桥梁病害急剧增长,传统的人工检测已经无法满足现实需要。

南平市公路管理部门以科技创新和信息技术为抓手,利用大数据对桥梁和隧道进行“智慧管养”。“大数据+桥隧养护”的新模式,让南平挣脱了闽浙群山的束缚,确保了闽北经济发展大动脉的通畅运行。

无人机检测高净空桥梁

据南平市公路局直属分局副局长孙立阳介绍,南平市国省干线上共有桥梁449座,其中,高净空桥梁、涉水桥梁的日常检查是难点。以往,日常巡查多采用望远镜进行远距离观察,但桥梁支座、桥底情况无法全面观测。利用无人机进行飞行检测之后,不仅使检测结果更加全面,而且为后续的处理带来了便利。

顺昌县金溪大桥是南平公路人运用无人机检测后及时发现桥梁病害并迅速处置的第一例。当时,南平市公路局直属分局桥隧中心在运用无人机检测时发现,金溪大桥出现了拱肋裂缝、加固钢板锈蚀、混凝土剥落等不同程度的病害,尤其是第五跨2号、3号弦杆出现了贯穿性断裂,被评为四类危桥,已经不能满足行车条件。根据无人机拍摄的高清图片,南平市公路局迅速组织相关单位就金溪大桥病害进行了商讨,仅3天就确定加固方案,不到两个月就完成危桥处置,确保316国道南平段的正常运行。

实时判断桥梁健康状况

今年年初,南平市引进桥梁健康监测系统,以智能监测代替人工检测,桥梁有了24小时的健康管家。桥梁健康监测系统通过在桥梁设置传感器组成局域网络,实现对桥梁关键部位的温度、应变(应力)振动(加速度)、缝隙变化等各项参数的24小时不间断监测,从中抽取对桥梁结构损伤敏感的特征因子,进行统计分析。

根据数据分析结果,系统可以实时判断桥梁的健康状况,为桥梁上的各种活动提供可靠有效的参考依据。桥梁养护人员通过系统提供的早期危险报警信息和损伤评估来进行作业,达到从探测、报警、联动控制直至消除安全隐患的全方位一体化要求。

此外,按时更新桥梁管理系统、执行桥梁养护管理月报制度、完善桥梁档案管理以及数据库更新工作……一项项措施都为桥梁安全保驾护航。

2017年,南平市公路局通过开展“桥梁养护年”养护标准化主题活动,实现当年实施处置率、桥梁监管率、一桥一档覆盖率、桥梁养护工程师培训率四个100%目标。

智慧管理提高隧道运行效率

除了对桥梁进行“智慧管养”外,南平市国省干线上的10条隧道也已基本实现智能化管理。

“坐在市公路局监控指挥中心的大屏幕前,不仅可以对隧道内的灯光照明、排水系统、路面情况及交通状况进行实时监控,还能控制隧道内照明设备的启闭,根据一氧化碳、灰尘浓度自动启停风机。”南平市公路局路网中心副主任袁卫强介绍,在南平市公路局管养的隧道内,已经织成一张由1个监控指挥中心、15块可变信息大屏、23个摄像头共同组成的“智慧网”,全天候对隧道内的排水、消防、高压配电等全面监控,在保证交通安全的前提下,不断提高隧道运行效率。

今年,南平市公路局在去年开展“桥梁养护年”的基础上,进一步开展“桥涵隧预防性养护年”主题活动,将通过无人机、桥梁健康监测系统、隧道监测系统等现代科技手段以及其他传统养护方式,力争实现国省干线公路桥涵隧病害排查率、当年预防性养护覆盖率、附属设施完善率三个100%的目标,国省干线公路桥涵隧构造物技术状况指数BCI达95以上,进一步提高桥涵隧管养水平,保障运营桥涵隧使用安全。

江苏:省级监控超前预警

驻江苏首席记者 施科 通讯员 马尚 毛铮 刘睿

日前,江苏省苏州市204国道张家港大桥、524国道平望大桥等桥梁的安全监测项目完成交工验收。桥梁安全监测系统通过在桥梁受力条件最为复杂的地方安装“应变片”,实时监测桥梁的温度、形变,并与桥梁称重系统共同配合,监测桥梁内部应力的变化,一旦数据突破阈值,就会产生报警信息。这些数据和报警信息将通过远程传输,实时展现在江苏省干线公路桥梁监测平台上,为桥梁后期养护提供数据支撑,以便管理人员进行综合决策。

通过监测平台获取桥梁服役状态数据后,该系统可以实现对桥梁重要结构参数的24小时实时监测和报警——当发生超重车过桥、承重结构应变及应力超过控制值等事件时,即时启动针对性的人工检查,及时制定处理方案,保障桥梁运营安全。

江苏省公路管理部门借鉴跨江跨海特大型桥梁的结构监测经验,结合普通国省干线公路桥梁的养护现状,实施了“江苏省普通干线公路桥梁检测策略”,研究重点桥梁安全监测技术,并下发了《江苏省普通干线公路桥梁安全运行检测实施方案(2016—2020年)》,建设完成了省级监测数据平台,规范了数据上报的接口,统一负责所有桥梁的数据分析工作。这是江苏为推动交通基础设施数字化、联网化、智能化发展,加快建设和形成装备与设施协同的数字化交通基础设施所做的新尝试。

“十三五”期,江苏省将对76座普通干线公路重要桥梁全面推广应用该项技术。

河北:闭环管养集约高效

特约通讯员 谭磊 通讯员 梁国华

手拿一部智能手机对桥梁进行仔细巡查和拍照后,河北省承德市滦平县养护中心巡查员孙勇将实时采集的数据形成巡查报告,及时通过手机终端发送至养护管理系统。

“承德市智能化日常养护管理系统”可以将信息采集、上传、分析、反馈、处置系统与日常养护相结合,基本实现养护管理工作流程的完整闭合,使养护更加规范、精准、集约。得益于此,承德市干线公路路况综合指数由2013年的86.8上升至如今的91.6。

“我们日常养护巡查根据桥梁的中心坐标,在坐标300米范围内进行巡查上报,只有通过管理信息系统认可才能视为有效巡查。”孙勇说,系统中单独设立桥隧日常巡查养护模式,可以保留全部工作痕迹,不存在弄虚作假的情况,“互联网+”使日常养护和桥隧巡查真正落到了实处。

“管理信息系统是‘市—县—工区’三级联网,市级管理部门可以对基层养管全过程进行实时监控,确保了日常养护更加精准。”承德市公路管理局养护中心技术员刘胜利说,此前,巡查员都是手动编写巡查记录,费时费工,病害描述得也不够准确。如今,巡查员只需要带上一部手机,就可以对病害情况进行精准的汇总,遇到疑似病害,可以通过管理信息系统快速进行分析确认,大大提高了巡查病害的效率。

不仅如此,通过管理信息系统GPS准确定位,养护人员在没有巡查员指引下,也可以轻松找到病害发生点进行及时处理。

“系统的统计分析模块极大提高了资金管理、日常考核、人员管理的效率,仅人员投入方面,每100公里就减少养路工21人,减少率42%。”承德市公路管理处处长刘树立说,人员减少的背后是效率的提高,每名养路工的日工作量由原来的2公里,增加到3.5公里。

通过引入管理信息系统,承德市逐渐形成了一套较为完整的信息化综合管理体系,结合传统养护特点和自身优势,对公路、桥梁、隧道的管养工作进行智慧分割,养护资金也不再是“一刀切”,而是将桥梁、隧道与普通路段进行精细区分,通过系统内的生产日志,进行计量支付,更加集约高效。

江西:中小跨径桥梁“云”呵护

林旭 记者 黄金

江西省南昌市境内中小桥梁所占比例大,因受气候、环境等自然条件的影响和巡检、养护等方面的限制,中小跨径桥梁的安全系数一度低于大型桥梁。南昌市公路管理局目前正在中小跨径桥梁中推广使用自主研发的健康监测系统,为桥梁配备全天候健康“医生”。

该系统是南昌市公路管理局和江西省交通科学研究院联合研发的“中小跨径桥梁安全与健康监测云平台”具体应用工程之一,利用云平台对桥梁进行分析检测,不仅实现了高精度检测,且成本较低。

目前,南昌市公路管理局已完成昌万公路三阳大桥、105国道傅家嘴大桥和万埠大桥3座大桥的健康监测系统建设。

据了解,健康监测系统是根据桥梁结构特点布设应变传感器、加速度传感器和温湿度传感器等,实时采集环境温度和结构应变数据。数据通过路网运行监测与应急处置平台专网实时传送至南昌市公路局公路路网管理中心,并由健康监测系统专业软件实现对数据实时分析和处理。

超限超载运输车辆容易对桥梁造成安全隐患,健康监测系统可以实时监测桥梁环境变化和车辆荷载作用下桥梁结构响应,当数据异常或车辆超限时立刻发出警示,保障桥梁安全。该系统还可以通过对历史数据积累与分析,准确把握桥梁技术状况及交通流量情况,为桥梁的管理与维护提供科学依据。

浙江:“智视”检测安全精准

特约记者 夏雨

洪磊是浙江省宁波市市级专职桥梁(隧道)管理的一名80后工程师,一个人管理着宁波全市约6000座公路桥隧,这在很多人看来是不可能完成的任务,“这全靠智能‘小助手’。”

洪磊口中的智能“小助手”,是他手机上的“中国桥梁管理系统”。该系统将宁波市大大小小的桥梁隧道纳入统一检测管理当中。

“智能系统的运用改变了以往手抄录入式的原始检测管理方式,我们只需带一部手机,扫描每座桥隧的‘身份证’,也就是专属二维码,就可以填写记录相关检测信息。”洪磊说。

除了格式化文字的描述,手机还能实时上传现场照片。“通过图片可以观测出一些桥隧病害的细微变化,这样管理就可以更精准、更高效。”洪磊说。

不仅如此,“中国桥梁管理系统”中桥隧“智视”检查系统的运用,使桥隧随时能得到360度无死角的检测。检测人员只需将设备架在合适位置,就能对桥梁底部、公路隧道顶部以及一些人员不易到达的位置进行无死角拍摄,形成一组连续照片,代替以往人工检测,且更安全和精确。

温州市公路管理部门则在进一步完善国道、省道桥隧管理系统的基础上,建立省、市、县互联互通实时更新的桥隧管理系统,实现桥隧与干线公路的统一管理。同时,为大桥及隧道安装最新视频监控系统,对长大桥梁隧道运行情况进行实时监控,及时发现、处置各类突发事件,准确处理各类问题,提高桥隧养护管理水平。

温州市公路管理局相关负责人表示,桥隧管理系统和视频监控系统将和温州市智慧公路系统进行对接,实现信息和数据的共享,为桥隧日常养护管理与干线公路建设决策提供更多的数据及技术支撑。

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