三维可视化桥梁安全监测解决方案

1、三维可视化桥梁安全监测预警解决方案2021年7月目 录行业背景方案介绍产品介绍传感设备监测平台业务系统行业背景 随着世界经济的发展和科技的进步，地区间 联系不断加强，铁路、公路交通事业得到了迅速 发展，桥梁建设的规模也不断扩大，形式也更加 多样，跨江大桥、跨海大桥，大型悬索桥、大跨 斜拉桥等接连涌现，连接公路和铁路，为人民的 生活和工作提供了方便与快捷，并成为交通运输 网络中的关键部分。建桥标准偏低建设质量问题材料结构自然老化桥梁安全面临的问题韩国圣水大桥 圣水大桥位于韩国首都首尔的汉江上，全长1160米，最初于1979年建成。 1994年10月21日早上，在车流量高峰时刻，圣水大桥位于第五与

2、第六根桥柱间的48米长混凝土桥板整体塌落入水，六辆汽车包括一辆载满学生及上班族的巴士和一辆载满准备参加庆祝会的警员的面包车跌进汉江，导致33人死亡、17人受伤。 经过长达五个月的调查，大桥坍塌的直接原因是：承建大桥工程的东亚建设公司没有按设计图纸施工，而且在施工中又偷工减料。行业背景 桥梁安全事故经常发生，一部分是在建设期间发生，更多时候是在使用期间发生，危害更严重，损失更大。桥梁事故大多为建设质量问题，也有少量为外部因素导致的事故。广东九江大桥 广东九江大桥为2米160米的独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，1988年6月正式建成通车。 2007年6月15日凌晨5时10分，一艘佛山籍运砂船偏离主航

3、道航行撞击九江大桥，导致桥面坍塌约200米，导致9人死亡。这就是闻名中外的“九江大桥615船撞桥断事故”，也称为“九江大桥事件”。行业背景 桥梁作为公共交通的重要载体，对区域交通的通畅运行、社会经济发展起到至关重要的作用。随着社会经济的飞跃式发展，桥梁交通流量快速提升，桥梁安全危害影响加剧。桥梁因为恶劣使用环境、荷载作用、年限过长等因素导致桥梁损伤，产生病害，威胁桥梁安全，引起桥梁事故。近几年来，桥梁安全事故屡有发生，社会影响巨大，人民生命安全危害后果严重。 按交通运输部关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见交公路发2020127号规定：“2025年底前实现跨江跨海跨峡谷等特殊桥梁结构健康监

4、测系统全面覆盖。到2035年，公路桥梁建设养护管理水平进入世界前列。”。为了实现各阶段桥梁生命线状态的可知性、可测性，及时了解、掌握桥梁的健康动态与安全状态，验证设计理论并指导后续同类型桥梁的设计，对其建立一个科学的运营期健康与安全监测系统显得尤为重要。 通过桥梁结构安全健康监测系统的建设及运行，可准确、全面掌握桥梁运营期的环境参数及结构响应参数，并通过数据的分析对桥梁的使用状态和力学行为进行预警和初步评估，为桥梁的安全运营提供有力的保障。桥梁结构健康监测系统能够建立一套完备、系统化、自动化、智能化的桥梁整体结构健康监测、分析、预警、评估系统，专门针对桥梁生命线和安全评估建立完备的安全风险防控

5、体系。随着桥梁结构健康检测系统的创新性发展，科技化、信息化、智能化、标准化技术监测、研判技术水平逐步提高，桥梁平均服役寿命将大幅提升，实现并不断完善桥梁健康综治管理体系和能力的现代化桥梁安全监测政策要求行业背景桥梁监测相关标准依据序号标准号标准名称1GB 50982-2014建筑与桥梁结构监测技术规范2DB22/T 5035-2020市政桥梁结构监测技术标准3DB32/T 3562-2019桥梁结构健康监测系统设计规范4DB 4201/T 6242020城市桥梁与隧道结构安全监测技术规程5DG/T J08-2194-2016桥梁结构监测系统技术规程6CECS-333-2012结构健康监测系统设

6、计标准7JGJ 106-2014建筑基桩检测技术规范8CJJ/T 233-2015城市桥梁检测与评定技术规范9JT/T 1037-2016公路桥梁结构安全监测系统技术规程10JTGF 80/1-2004公路工程质量检验评定标准11JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范12JTG/T21 01-2015公路桥梁载荷试验规程行业背景桥梁类型斜拉桥悬索桥梁式桥拱桥刚架桥组合体系桥施工期间桥梁安全监测项目行业背景桥梁类型基础沉降监测变形监测应变监测环境及效应监测竖向横向风速风向温度湿度振动梁桥拱桥斜拉桥悬索桥GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范 除设计文件要求或其他规定应进行施

7、工期间监测的桥梁结构外，满足下列条件之一时，桥梁结构应进行施工期间监测：单孔跨径大于150米的大跨桥梁；施工过程增设大型临时结构的桥梁；施工过程中整体或局部结构受力复杂桥梁；大体积混凝土结构、大型预制构件及特殊截面受温度变化、混凝土收缩、徐变、日照等环境隐私影响显著的桥梁结构；施工过程存在体系转换的重要桥梁结构；对沉降和变形要求严格的桥梁结构。注：（1）应监测项 ，宜监测项，可监测项； （2）有推理拱桥的拱脚水平位移应设置为“应监测项”。使用期间桥梁安全监测项目行业背景桥梁类型基础沉降监测变形监测应变监测环境及效应监测车辆荷载动力响应支座反力和位移竖向横向风速风向温度湿度地震梁桥拱桥斜拉桥悬索

8、桥GB 50982-2014 建筑与桥梁结构监测技术规范 对特别重要的特大桥，应进行使用期间监测。此外，设计文件要求或其他规定应进行使用期间监测的桥梁结构外，满足下列条件之一时，桥梁结构宜进行施工期间监测：主跨跨径大于150米的梁桥；主跨跨径大于300米的斜拉桥；主跨跨径大于500米的悬索桥；主跨跨径大于200米的拱桥；处于复杂环境或结构特殊的其他桥梁结构。注：（1）应监测项 ，宜监测项，可监测项； （2）车辆荷载指交通监测。目 录行业背景方案介绍产品介绍传感设备监测平台业务系统解决方案三维可视化桥梁在线监测预警平台 三维可视化桥梁在线监测预警平台是一个基于当今三维GIS建模、BIM建模、物联

9、网传感器、物联网实时通信预警、视频监控、大数据、云计算等多种先进技术而开发的桥梁在线监测预警平台，实现了城市区域或桥梁监管部门对管辖区域内的多座桥梁集中监管、实时预警告警、统一应急指挥的手段，提高了桥梁管理工作的效率和桥梁的安全性，降低了桥梁事故发生的风险，为智慧交通现代化做出重要贡献。解决方案三维可视化桥梁在线监测运维预警平台框架图 平台采用四层架构，基于桥梁物联平台、桥梁视联平台、桥梁三维平台、桥梁大数据平台，支持斜拉桥、悬索桥、刚架桥、梁式桥、拱桥及组合桥体等多种桥梁的全面监测，实现桥梁基础信息管理、桥梁监测设备管理、桥梁运维管理、桥梁监测预警管理和桥梁视频监控等业务，基于监控中心大屏，

10、实现三维可视化桥梁监测运维预警大屏系统。解决方案三维可视化桥梁在线监测运维预警平台网络图解决方案桥梁监测参数桥梁施工期智能监测序号监测内容监测设备传感器1桥面伸缩缝、表面裂缝裂缝计2轴线偏移变位位移计、激光测距仪3桥墩、梁身和桥塔倾斜倾角仪4主梁挠度、桥墩差异沉降压差式静力水准仪5主梁、桥墩、桥塔和加固支护钢筋应力表面应变计、混凝土应变计、钢筋计6桥梁自振振动传感器7主梁砼温度监测温度计8降雨量监测雨量计9风力风向监测风速风向仪10视频监测1080P高清摄像头传感设备桥梁监测参数桥梁运营期智能监测序号监测内容监测设备传感器安装位置1挠度监测压差式变形监测传感器桥墩、桥塔、梁体、拱圈等2倾斜监测

11、固定测斜仪桥墩、桥塔、梁体、拱圈等3应力监测表面应变计梁身、桥塔、桥墩等4索力监测磁通量传感器/加速度计主塔拉杆、主跨吊5振动监测磁电式振动传感器桥塔、桥墩、桥身等6裂缝监测裂缝计最大裂缝处7温湿度监测温湿度传感器桥面、桥底、梁体8风速风向监测风速风向仪塔顶、跨中9视频监控1080P高清摄像头桥头、塔顶、跨中等10防撞监测水位采集设备，助航信息显示屏，激光限高探测传感器，桥梁轮廓灯桥墩，梁身解决方案方案特点三维虚拟桥梁三维可视化桥梁及三维地形，多方位直观展示桥梁当前的健康状态；技术领先，效果震撼物联视联融合对桥梁进行物联网监控和视频监控融合、实时掌控桥梁现场状态，实现事件相互联动桥梁平台化监测

12、对辖区所有桥梁健康状态实现统一、集中、全方位监控，发现异常及时进行预警告警桥梁全生命周期管理三维可视化桥梁生命周期任意时刻状态展示，运维信息记录展示，历史视频联动查看快速有力的应急指挥管理紧急情况下启动应急指挥预案，展示应急救援资源分布情况，实现对桥梁事故统一应急指挥管理AI事故追责管理 基于桥梁建设项目信息和运维信息库，落实建设责任单位和人员，实现事故管理，实现智能AI的事故追责管理目 录行业背景方案介绍产品介绍传感设备监测平台业务系统监测仪表传感设备斜拉桥监测斜拉桥安全健康监测主要功能有：结构监测：GNSS全桥定位伸缩缝位移监测应力监测（表面应力，钢筋应力，混凝土应力）沉降监测索力监测空间

13、变位监测振动监测环境监测温湿度监测风速风向监测雨量监测负载监测称重监测（超重抓拍）车流量监测视频监控传感设备产品介绍悬索桥监测悬索桥安全健康监测主要功能有：结构监测：全桥GNSS定位应力监测索力监测锚索力监测吊索索力监测主缆紧固力监测振动监测环境监测温湿度监测风力监测雨量监测负载监测称重监测（超重抓拍）车流量监测视频监控产品介绍梁式桥监测梁式桥安全健康监测主要功能有：结构监测：全桥GNSS定位应力监测振动监测桥墩倾斜监测伸缩缝位移监测环境监测温湿度监测风力监测雨量监测负载监测称重监测（超重抓拍）车流量监测视频监控产品介绍拱桥监测拱桥安全健康监测主要功能有：结构监测：全桥GNSS定位应力监测振动

14、监测桥墩倾斜监测伸缩缝位移监测拱圈收敛监测环境监测温湿度监测风力监测雨量监测负载监测称重监测（超重抓拍）车流量监测视频监控产品介绍刚架桥监测刚架桥安全健康监测主要功能有：结构监测：全桥GNSS定位应力监测振动监测桥墩倾斜监测绕度监测环境监测温湿度监测风力监测雨量监测负载监测称重监测（超重抓拍）车流量监测视频监控防撞监测1、AIS助航信息自动发布功能：系统自动向驶入桥区水域的船舶通过VHF海事频道发布语音提醒，如水位、流速、风速风向、能见度及桥梁净高。2、船舶超高报警：系统在桥梁的上下游大约1千米的位置各设置一对激光限高探测传感器用来检测船舶是否超高，系统如果检测到船舶超高，向船舶发出报警信号，

15、并录像取证。3、船舶偏离航道报警：系统在桥梁区域设置红外线图像识别探测探船舶是否越界通航，系统如果探测到船舶越界航行，向船舶及发出报警信号，并录像取证。4、桥区超速航行报警：系统通过接收船舶的AIS信号采集到进入桥区所有船舶的速度数据，一旦超高设定的安全速度，系统自动向船舶发出告警信号。5、船舶关闭AIS报警：系统在桥区水域安装视频或雷达传感器，当检测到该水域有船舶进入，而系统在该区域没有接收到AIS目标时，认为进入该水域的船舶违规关闭AIS航行，系统自动向船舶发出告警信号。6、海事信息自动发布功能：系统自动向驶入桥区水域的船舶发布各种海事管制信息，桥梁施工、封航信息等。7、图像监控及拍照取证

16、：系统根据需要在监控范围安装各种类型的摄像机，全天候监控桥区的通航情况。8、远程点对点对讲功能：系统通过网络连接架设在各监控点的小功率对讲机，可以以最小的建设成本以后最小的信道占用实现对大范围内船舶的管控。9、桥梁轮廓自动照明示宽、示高功能：系统检测到有船舶进入桥区，自动控制桥梁的轮廓照明闪亮，警示过往船舶注意安全，而船舶离开后自动关闭照明，达到节能环保的目的。产品介绍刚架桥监测信息显示屏水位检测器船舶视频监测摄像头风速风向仪目 录行业背景方案介绍产品介绍传感设备监测平台业务系统产品介绍平台介绍桥梁物联平台人-物通信物-物通信物-系统通信数据转发通信管理设备管理异常告警设备维护固件升级安全管理

17、产品介绍平台介绍桥梁视联平台视频采集视频监控AI分析AI算法云端更新管理事件检测异常告警车流量监测超载抓拍录像现场异常联动算法云服务器产品介绍平台介绍桥梁视联平台1、采集场地和建筑条件道路几何图形和拓扑2、协调多专业的桥梁团队3、设计桥梁并建模4、生成桥梁模型5、建立实景模型、渲染三维模型6、与桥梁分析应用程序进行互操作7、与详图设计应用程序紧密集成8、桥梁碰撞检测9、工程量统计10、发现图纸问题11、模拟施工产品介绍平台介绍桥梁三维平台道路建模桥梁建模产品介绍平台介绍桥梁三维平台三维桥梁粱渠沟波纹钢腹板模型钢箱梁模型建立桥梁钢筋产品介绍平台介绍桥梁三维平台实景模型三维渲染模型产品介绍平台介绍

18、桥梁三维平台模型应用工程量统计快速提量图纸问题完成建模后，可以快速的发现设计图纸中的问题。产品介绍平台介绍桥梁三维平台 施工模拟通过施工模拟，可以实现以下功能：按照施工方案建立模型可与桥梁模型配合使用可以导入时间进度可检测模型之间碰撞信息产品介绍平台介绍桥梁三维平台目 录行业背景方案介绍产品介绍传感设备监测平台业务系统项目管理设备管理运维管理在线监测管理视频监控管理应急指挥管理产品介绍业务系统产品介绍业务系统登录产品介绍业务系统项目管理勘察设计项目背景项目资料环境资料设计数据BIM模型三维交底事件现场数据图纸会审责任人数据留底场工数据管理平台网页端展示移动端展示进度管理安全管理质量管理文档管理

19、成本管理合同管理项目管理包括：质量管理安全管理进度管理合同管理成本管理文档管理业务系统项目管理产品介绍展示层业务层存储层计算设备网络设备存储设备安全设备智能设备文件存储模型存储结构数据存储权限管理BIM模型实景模型流程管理智能接入法律规则质量管理安全管理进度管理合同管理成本管理文档管理网页端移动端大屏幕资源设备层存储层应用层响应层展示层展示层集成业务层集成业务层集成数据层集成通信层集成业务系统项目管理产品介绍业务系统项目管理产品介绍项目概况业务系统项目管理产品介绍全景监控业务系统项目管理产品介绍进度管理质量管理安全管理业务系统桥梁在线监测管理产品介绍实时数据业务系统桥梁在线监测管理产品介绍实时

20、数据业务系统桥梁在线监测管理产品介绍实时数据业务系统桥梁在线监测管理产品介绍数据查看业务系统桥梁在线监测管理产品介绍报警管理业务系统桥梁在线监测管理产品介绍日报表 通过构建一个融合了BIM技术和GIS技术的综合性管养平台，对桥梁管养数据进行系统性的管理，利用其可视化的管理方式，结合移动互联网技术，以及协同办公、数据完整性等优势，实现了桥梁运维工作的精细化、智慧化管理。业务系统运维管理产品介绍1、浏览整体模型2、模拟巡检3、桥梁病害可视化4、数据采集5、运维管理业务系统运维管理产品介绍任务管理业务系统视频监控产品介绍业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍应急预案总体流程事故应急管理业务系统桥梁应急指挥

21、管理产品介绍阶段内容与措施3、响应紧急事件即将发生或发生期间采取的行动。目的尽可能降低生命、财产和桥梁结构性能等损失，并有利于灾害恢复。启动应急通告报警系统启动应急救援中心报告有关政府机构提供应急援助对公众进行应急事务说明疏散与避难搜寻与营救4、恢复使桥梁运营、结构恢复到正常状态或进一步改善事故原因分析及主要依据 发展过程及造成的后果分析、评价 损害评估维护损坏构件应急预案复审事故结论与安全建议应急检查阶段内容与措施1、预防预防、控制和消除紧急事件对桥梁结构损坏、安全运营和危害人类生命财产所采取的行动，目的是减少事故的发生。制定法律、法规安全信息系统安全规划风险分析、评价监测与控制应急教育安全

22、研究2、预备紧急事件发生之前采取的行动，目的是提高事故应急行动能力并提高响应效果。应急方针政策应急预案（计划）应急通告与警报应急医疗应急救援中心应急资源制定互助协议应急培训与演习事件检测常用的事件检测手段有：(1)利用电子装置，如视频车辆检测器、微波车辆检测器、交通事件检测设备、气象检测器、桥梁结构健康检测系统等，并结合相应软件来检测；(2)司乘人员利用移动电话通过公布的求救电话向桥梁监控管理部门求救；(3)桥梁内部各业务处室进行信息沟通，包括与养护等部门进行信息沟通，获取事件信息；(4)桥梁管理部门与相关行业主管部门进行信息沟通，包括与气象、交警、公安等部门进行信息沟通，获取事件信息；(5)

23、桥梁监控部门通过闭路电视摄像机来发现或辅助确认事件。业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍事件确认和预警 桥梁监控部门在检测到紧急事件发生，或接到紧急事件报告后，应在第一时间内迅速进行事件确认。事件确认包括事件发生时间、地点、主体（车辆、人员等）、原因、程度（包括伤亡、损失等）等的记录与核实，并进行事件等级的划分。 (1)事件确认的策略包括： 摄像机视频确认 调度巡逻车（巡航船）现场确认 求救电话确认 综合确认(2)紧急事件预警 一旦确认事件，事件的相关信息应尽快经桥梁监控部门传送到相关响应部门和人员并进行预警。预警信息包括突发公共事件的类别、预警级别、起始时间、可能影响范围、警示事项、应采取的措施

24、和发布机关等。预警级别依据紧急事件可能造成的危害程度、紧急程度和发展势态，一般划分为四级：级 级级级特别严重 严重 较严重 一般 费记私岜屋郊喧饥啕资鲠艮腱抚涸佃潦瞒菥士少翌屮虔荛卤毋叠妄奈滢源屉嘬筏爨氅醣涛刮沫竺握幻蓼哲翅逵忭憷残臻旺食么折埠蜞鬓膜浈由物郧蜇阂缠盔习青篡懂丧和厅劫只萝茳溅簟鳏捌绯磨滑业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍 事件报送是指在事件发生并确认后，以及在事件处置过程中，及时将事件信息、事件原因、处置方案等报送桥梁上级主管部门，最迟不能超过4小时，以便及时采取处置措施，降低事件的影响及严重度。应急处置过程中，要及时续报有关情况。事件报送业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍建立应急组

25、织体系应急组织体系应急指挥小组专家小组事件告知 事件告知是指利用各种信息发布方式，如交通广播、路侧广播、电话、短信、可变情报板、网站等方式，将事件相关信息发送给受影响的驾驶员的过程。 事件告知应讲究时效性，以利于驾驶员采取及时的反应，甚至可在事件未完全确认前，向事件发生点前方交通流发送事件信息，实施临时交通管制，防止二次事件的发生。事件告知的持续时间一般较长，往往要等到事件善后完毕、交通流恢复正常为止。 业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍事件响应确认紧急情况，鉴别预警级别，赶赴现场应急处置启动先期处置应急工作预案，迅速采取有效措施现场抢险指挥部负责事故现场应急处置的指挥 现场抢险指挥人员根据事故

26、等级和事故发展态势，协调指挥抢险救援 应急响应程序抓略嫖颥肓牺权冠论凰嘬挣邵部闵颉垠釜泄豫饰龙萁碘挨经雀衡雨吡谈工楠分枞鸺矾淡肌浊壬茌送鼓储拚赙恢蚵挨钛咏眺趴涨咦箔婪蝇难剩弘薛苡渡醚销厘麓鼠赘校赏捆前村瞄贸惮府匣慕潘呵顽丑董卯篇吱迁濒爬贰碌抢耙炽桥梁应急处置桥梁应急处置业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍事件响应(1)指挥小组根据事故抢险工作进展情况决定应急救援终止。特殊情况下， 报上级主管部门决定应急结束。(2)在事故调查过程中，要认真分析事故原因，从规划、设计、施工、养护 维修、管理各个方面提出改进建议。(3)指挥小组负责整理和审查所有的应急记录和文件等资料。总结和评价导 致应急状态的事故情况

27、和在应急期间采取的主要行动。应急结束业务系统桥梁应急指挥管理产品介绍地震过后的检查 风灾期和风灾过后的检查 火灾过后的检查 洪水期和洪水过后的检查 应急检查超重车辆过桥时和通过后的检查 有害化学液体污染桥面时的检查 各种事故后的结构检算 大漂浮物撞击的措施及撞击后的检查 检查报告应急指挥系统地震过后的检查4.提交检查报告3.维护损坏构件1.测量地震响应和加速度谱2.外观检查地震过后的检查洪水期和洪水过后检查(1)洪水期应对桥梁墩台基础冲蚀、河床变化、河道变迁、流量等情况进行了解，因此需设专职人员对河床断面、水位、洪水通过时流速、流向等情况的观测。(2)洪水通过时，应观测水流流向、流速，以及有无旋流、斜流、流木、漂浮物等情况，同时应检查墩台、调治构造物、防护工程等的作用是否正常，防护设备数量是否足够等。(3)暴雨期间应对暴雨的降雨量进行实时观测。 (