第一阶段的桥梁健康监测系统(SHMS1.0)最早起源于香港青马等桥梁,后集大成于香港昂船洲桥。大陆许多单位曾经去香港取经学习。2000年代以后,大型桥梁在设初期基本都安装了监测系统,第一阶段的监测系统主要有以下特点:以单桥为主,重硬件系统集成;各个监测科目的采集软件比较独立;追求各种算法,模态识别、损伤识别等,颇有理想色彩或科研探索的特点;使用有线传输,组成局部数据网络;单个系统造价高。
总体来说,监测系统建成后运维无法跟上或没有运维,造成部分巨额经费建成的系统很快瘫痪。
第二阶段的桥梁健康监测系统(SHMS2.0)。这个阶段最大的进步是软件平台化,软件集成度很高。
其特点为:单桥监测转向了桥梁集群监测;设计理念为特定物理参数的最大值;重软件系统集成,轻硬件集成;软件适配性很高,可兼容各类的传感器,也可以使用无线传输;但系统的长期运营机制仍然没有很好的被解决,如一个大规模系统建设期花了两个亿,但其运维经费等于零,此类系统预算分配还比较常见;同时,在这个阶段标准规范制定工作得到了快速提升,但规范化也带来了照本宣科的效果,大量的桥梁监测系统设计得千篇一律。
2021年,交通运输部出台《公路长大桥梁结构健康监测系统实施方案》,推动了大规模的桥梁监测系统建设。从这时开始,桥梁监测系统正式划为第三代。到第三代后,不但总体规模变大,单个项目的规模也更大,由此也带来了几点疑问:
(1)大规模桥梁监测系统与小规模项目模式是否一样?
(2)硬件加软件就等于系统吗?
(3)一个实施单位能否包打天下?(该健康监测系统学科交叉较强,一个单位实施起来难度较大)
(4)几个实施主体同质化叠加,能否提升系统质量?
(5)围绕项目建设和运维的技术生态如何?——生态指的是大规模系统后续是谁来开发和运维,谁来使用和分析此类数据?
(6)大规模系统的项目管理如何?是否能出现一个标杆性的项目?
2021年提出了第三代桥梁健康监测系统的概念与模式,如某交通运输厅的124座桥梁要搭建该系统,建设规模较大,就此提出了很多问题。2022年1月底,设计出了体系架构方案,并基于某省高速集团的反馈和交流,将第三代系统打磨到可落地实施的层面。曾经调研某高速集团100座桥梁监测系统,该项目业主下属公司负责施工图设计,桥上设备安装分成5个包分别招标。也得出几点疑问:
(1)布点图都只是针对桥梁上硬件,不等于系统,整个项目体系架构该如何搭建以及如何进行管理?
(2)系统建设和长期运维是谁作为责任主体?
(3)在分别招标的方式下,软件平台使用谁家的?
(4)后续运维经费从哪里来?
(5)如此大规模系统,从设计、项目管理到数据分析,能否使得监测系统有技术上实质性的提升?
中交路桥科技结合多年行业先进经验,融合数字经济和国家安全体系发展需求,构建“智能监测、科技领先、智慧城市、数字赋能”的品牌战略,形成了工程检测、城市安全监测、数字化研发运维三大业务板块。公司技术实力雄厚,当前拥有一支高素质工程医生团队,囊括了铁道工程、城市道路与公路、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技术、电力、信号、集成电路、智能科学等专业。公司试验、检测、监测仪器设备齐全,用于试验检测、测绘的仪器设备共计千余套,为试验检测、监测数据的科学、准确提供了硬件保证。