一、方案背景

近年來，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，大量橋梁進(jìn)入服役中后期，結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)需求日益迫切。橋梁在長期運(yùn)營中受車輛荷載、環(huán)境侵蝕、材料老化等因素影響，結(jié)構(gòu)性能逐漸退化，極端天氣與突發(fā)事故更可能誘發(fā)安全隱患。二傳統(tǒng)人工定期巡檢存在周期長、盲區(qū)多、數(shù)據(jù)離散等局限，難以實(shí)時(shí)掌握橋梁真實(shí)狀態(tài)與安全參數(shù)。

為此，某交通管養(yǎng)單位要求建設(shè)一套橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁關(guān)鍵部位的多參數(shù)實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程傳輸與智能預(yù)警，推動(dòng)養(yǎng)護(hù)模式從“被動(dòng)搶修”向“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)”轉(zhuǎn)變。對(duì)此，物通博聯(lián)提供高效可靠的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

二、前期調(diào)研

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，橋梁需接入的監(jiān)測(cè)設(shè)備及數(shù)據(jù)類別如下：

1、應(yīng)變傳感器：主梁關(guān)鍵截面應(yīng)變、拉索索力（振弦式/光纖光柵式，RS485，ModbusRTU協(xié)議）。

2、振動(dòng)傳感器：主梁加速度、橋墩振動(dòng)（MEMS加速度計(jì)，RS485，ModbusRTU協(xié)議）。

3、位移傳感器：支座位移、伸縮縫位移（LVDT或磁致伸縮式，RS485，ModbusRTU協(xié)議）。

4、環(huán)境傳感器：風(fēng)速風(fēng)向、空氣溫濕度、橋面結(jié)冰（RS485，ModbusRTU協(xié)議）。

5、視頻監(jiān)控設(shè)備：橋面交通狀況與結(jié)構(gòu)外觀（IP攝像機(jī)，以太網(wǎng)口，RTSP協(xié)議）。

三、系統(tǒng)架構(gòu)及選型

1. 感知層

在橋梁主梁跨中、支座區(qū)、橋墩等關(guān)鍵部位布設(shè)應(yīng)變、振動(dòng)、位移傳感器，橋面部署風(fēng)速風(fēng)向儀與溫濕度計(jì)，塔頂或橋面制高點(diǎn)安裝IP攝像機(jī)。傳感器通信接口以RS485為主，協(xié)議統(tǒng)一為ModbusRTU；視頻設(shè)備通過以太網(wǎng)口接入。

2. 傳輸層

采用物通博聯(lián)WG581工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)作為橋梁現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)，支持接入多路RS485傳感器與以太網(wǎng)視頻設(shè)備，通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上報(bào)至云端平臺(tái)。

3. 平臺(tái)層

橋梁健康監(jiān)測(cè)云平臺(tái)接收各網(wǎng)關(guān)上報(bào)的MQTT數(shù)據(jù)，解析后存入時(shí)序數(shù)據(jù)庫，并提供可視化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史曲線、閾值告警及報(bào)表管理等功能模塊，實(shí)現(xiàn)從結(jié)構(gòu)感知到安全評(píng)估的閉環(huán)管理。

四、實(shí)現(xiàn)功能

1、結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

對(duì)橋梁應(yīng)變、振動(dòng)、位移、風(fēng)速等多要素進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，生成可視化曲線與趨勢(shì)分析，輔助管養(yǎng)人員掌握結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)演變。

2、遠(yuǎn)程監(jiān)管與移動(dòng)查看

管理人員可通過手機(jī)端或電腦端遠(yuǎn)程查看各橋梁實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)，隨時(shí)隨地掌握橋梁運(yùn)行情況，提升巡檢效率。

3、智能告警與靈活通知

針對(duì)應(yīng)變超限、振動(dòng)異常、設(shè)備離線等情況設(shè)定多級(jí)告警策略，通過微信、短信、郵件等方式推送至相關(guān)負(fù)責(zé)人，確保及時(shí)處置。

4、數(shù)據(jù)報(bào)表與養(yǎng)護(hù)決策支持

系統(tǒng)自動(dòng)生成監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)、設(shè)備運(yùn)行報(bào)表、告警統(tǒng)計(jì)表等，支持按橋梁、按時(shí)間段導(dǎo)出，為養(yǎng)護(hù)計(jì)劃制定與資源調(diào)配提供數(shù)據(jù)支撐。

5、斷網(wǎng)續(xù)傳與數(shù)據(jù)完整性保障

網(wǎng)關(guān)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳與本地?cái)?shù)據(jù)緩存，在4G網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)中斷時(shí)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，恢復(fù)后補(bǔ)傳，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性與完整性。

6、跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享

平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)API接口，可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推送至上級(jí)交通監(jiān)管平臺(tái)或省級(jí)橋梁監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，助力區(qū)域橋梁群數(shù)字化管養(yǎng)協(xié)作。