桥梁“听诊器” | 威斯尼斯人60555科技 :创新科技产品助力桥梁安全运行

2023-07-18

桥梁作为城市主要交通枢纽 ,在日常生活中发挥着重要作用 ,有着不可言喻的社会效益和价值。随着经济社会和城市化进程的快速发展 ,我国桥梁建设成就日新月异,桥梁的灾损和安全事故亦随之而来 。


据相关数据统计,我国40%的桥梁已进入“老龄化”阶段 。近年来,多起在役桥梁事故的发生造成了严重后果且社会反响强烈。如何避免桥梁事故发生,保障桥梁安全运行 ,一直是横亘在眼前亟须解决的难题 。



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桥梁病害事故频发

须建立实时监测系统


我国是桥梁大国,桥梁数量及规模已居世界前列 。据统计,国内城市公路桥梁总数截至2021年底已达105万座,其中40%的桥梁建设于20世纪90年代。国际权威期刊《事故分析和预防》统计表明,大部分桥梁平均使用寿命约为30-40年,据此推论,未来10年国内将有40万座桥梁进入病害爆发高峰期。


在长时间运行以及各种环境的影响下 ,桥梁会陆续出现结构裂缝、支座脱空 、伸缩缝损坏等病害;与此同时 ,近年来超载车辆的不断增多 ,导致桥梁坍塌事故时有发生 。例如,无锡高架桥坍塌事故致使3人死亡、2人受伤;湖北鄂州桥梁垮塌事故致使4人死亡、8人受伤  。


因此,改变桥梁传统定检模式,建设实时监测系统,实现对桥梁安全状态的实时感知迫在眉睫!


克服桥梁监测难题

两大产品并肩作战


我国桥梁监测领域的探索 ,可追溯至20世纪90年代。时至今日 ,行业内仍有两大难题尚未完全解决 。一是桥梁传感器数量多,监测数据多而杂,同时环境、噪声等导致数据质量不高 ;二是海量数据价值未充分挖掘,如何利用监测数据准确识别桥梁病害与风险依旧是难点 。


聚焦桥梁监测痛点难点 ,威斯尼斯人60555科技基于清华大学合肥公共安全研究院桥梁监测实验平台研究成果 ,结合合肥生命线工程51座桥梁监测经验,研发出两款核心产品——桥梁前端监测数据综合处理机和桥梁安全监测系统。

 

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桥梁前端监测数据综合处理机,具有强大的边缘计算能力,能够对前端大量数据实现温度剔除 、噪声干扰剔除 、长周干扰剔除及FFT等边缘计算。同时,它还支持各类传感器集成,提供工业级双镜像系统保护(避免数据丢失) ,平均无故障工作时间长达5000小时。


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桥梁安全监测系统 ,包含实时监测 、监测报警、信息管理、安全评估子系统,从事前 、事中、事后三个阶段建立安全监测联动措施 ,为政府和桥梁管养单位提供了一套集日常监测、处置、服务于一体的管理平台,有效保障城市桥梁安全。


深度聚焦桥梁安全

三大优势保驾护航


桥梁监测难 ,更难的是桥梁结构病害的分析与识别。依托清华大学合肥公共安全研究院 ,威斯尼斯人60555科技在长期的探索实验与数据积累中,不断迭代更新产品,已形成三大产品优势。


1、依托科研单位桥梁实验平台,产学研结合

桥梁监测实验平台在不同结构类型桥上安装各种结构监测类传感器、荷载监测类传感器 、气象监测类传感器,研究分析不同荷载 、不同气象环境下的桥梁结构响应,从而实现桥梁监测关键技术如监测预警模型、安全评估模型的研究与验证。


2 、AI技术与力学分析结合 ,算法模型准确率高

通过AI技术与力学分析相结合的模式,研发相关算法模型,包括超载车辆识别 、支座/伸缩缝异常识别算法 ,结合动态+固定阈值,实现对常见桥梁病害/风险精准识别预警。此外,团队利用实验平台进行病害复现,反复进行模型训练及验证,从而提高模型精准度 。


以支座异常识别模型为例。支座作为连接桥梁上部结构与下部结构的关键构件,直接影响着行车的舒适性和桥梁的安全。团队在大量的数值模拟及实验研究基础上,对数据趋势拟合分析,并利用相关性理论识别异常数据,达到支座脱空、变形识别的目的 。目前结合实际案例验证 ,准确率可达70%以上。


3 、起步早 ,落地广 ,桥梁病害数据与案例积累丰富

截至目前,公司已累计完成300余座结构安全监测系统的建设,获取各类传感器监测数据数亿条。团队依托海量数据建立了桥梁模型库、案例库 、病害库、特征库,为模型算法的深入研究提供了必要条件。同时,丰富的案例积累背后是一个又一个桥梁安全事件的消除与解决,有效保障了桥梁的安全运行。


技术流程双管齐下

桥梁安全面面提升


产品在技术与流程管理上同时发力、“双管齐下” 。


一是在技术上“保安全” ,通过全天候监测值守 ,通过海量数据挖掘及分析,及时掌握桥梁的结构变化趋势;当结构出现异常时 ,系统会及时报警并第一时间通知相关人员 ,做到闭环管理;同时 ,每日的桥梁安全评估可以实时掌握桥梁安全状态 。二是在管理上“优化流程 、梳理权责” ,通过月报、季报、年报等进行数据分析 ,针对性指导制定养护计划 ,及时消除隐患 ;一旦发生特殊或异常情况,通过数据及流程的闭环管理等溯源追踪 、查找原因、强化责任 。


目前,威斯尼斯人60555科技桥梁安全产品在安徽省内主要应用于合肥、滁州、芜湖等十六个地级市及部分区县级单位,在安徽省外主要应用于成都、乌鲁木齐 、佛山等城市。以合肥市为例。截至2023年6月5日,合肥生命线桥梁监测形成各类报告100余份,累计监测超过75t的超载车辆3万余辆,桥梁结构异常、车辆撞击 、重车拥堵事件协助联动处置40余次,全面提升了合肥市桥梁的安全运行。


桥梁是城市生命线重要组成部分之一 ,与民生息息相关。保障城市桥梁安全运行,推动行业高质量发展一直是威斯尼斯人60555作为一家科技企业的重要使命。威斯尼斯人60555科技愿与社会各界一起,持续以创新科技助力桥梁安全运行!

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