中英開發(fā)監(jiān)測云平臺：借北斗和傳感技術(shù)監(jiān)測大型橋梁健康數(shù)據(jù)
5月21日，有關(guān)大型橋梁結(jié)構(gòu)的中英產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)合作計(jì)劃項(xiàng)目會議在南京召開。中英兩國專家熱議“大型橋梁結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)測云平臺”項(xiàng)目進(jìn)展，該項(xiàng)目的目的在于利用空間地理信息新技術(shù)，特別是中國北斗定位系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)測大型橋梁健康狀況。
如何實(shí)時(shí)在線監(jiān)測大橋，特別是識別損傷，有效保障橋梁的服役安全和使用性能，是21世紀(jì)橋梁的重要挑戰(zhàn)。隨著信息和傳感技術(shù)的發(fā)展，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)能實(shí)時(shí)測取橋梁的服役狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而為準(zhǔn)確評估橋梁性能、改善橋梁運(yùn)營狀態(tài)、確保橋梁安全服務(wù)。
智能健康監(jiān)測云平臺創(chuàng)新點(diǎn)多
作為項(xiàng)目英國團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，諾丁漢大學(xué)地理空間信息研究所孟曉林教授介紹說，與以往系統(tǒng)不同，此次大型橋梁結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)測云平臺的最大特點(diǎn)是，將根據(jù)采集的傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及水文、交通、遙感數(shù)據(jù)等，利用合成孔徑雷達(dá)（InSAR）技術(shù)，通過云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)處理分析，實(shí)時(shí)為維護(hù)方提供橋梁健康評估所需的有用信息，如橋梁變形、水流對橋墩的沖刷、橋梁受風(fēng)的影響等，隨時(shí)發(fā)出報(bào)警。
整個(gè)平臺包括硬件和軟件兩大部分
承擔(dān)云平臺硬件的南京相關(guān)企業(yè)表示，平臺項(xiàng)目將研制基于北斗/加速度傳感器融合的毫米級橋梁健康監(jiān)測專用設(shè)備，將北斗觀測數(shù)據(jù)與加速度信息進(jìn)行有機(jī)融合，在一定程度上改善加速度傳感器對低頻信號不敏感的情況，同時(shí)提高北斗定位的連續(xù)性和可靠性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、毫米級的橋梁健康監(jiān)測，同時(shí)大幅度降低設(shè)備成本。
參與項(xiàng)目的江蘇省水利科學(xué)研究院錢鈞院長表示，橋墩沖刷是影響橋梁健康安全的關(guān)鍵因素之一，目前缺乏有效的在線監(jiān)測手段。該項(xiàng)目擬攻克橋梁水下在線監(jiān)測難題，這將是該平臺項(xiàng)目的又一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
負(fù)責(zé)平臺軟件開發(fā)的英方團(tuán)隊(duì)包括UbiPOS公司和諾丁漢大學(xué)。孟曉林說，團(tuán)隊(duì)將開發(fā)傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、數(shù)據(jù)后處理以及傳輸?shù)娇蛻舳税ňW(wǎng)頁、手機(jī)和平板客戶端的軟件。他們的創(chuàng)新點(diǎn)則在數(shù)據(jù)處理中的閥值動態(tài)更新、云計(jì)算，以及機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)模式識別等方面。目前，有關(guān)軟件已經(jīng)在中英的數(shù)座橋梁上測試過了。
據(jù)介紹，2018年12月前，項(xiàng)目組將在江蘇省境內(nèi)的2到3座大橋上完成傳感器鋪設(shè)，并將數(shù)據(jù)接入云平臺；2019年6月完成數(shù)據(jù)采集傳輸測試、算法驗(yàn)證和系統(tǒng)性能測試等工作；2019年10月完成平臺建設(shè)，投入使用，為橋梁提供安全保障。中英雙方將在中國和英國共同推廣該平臺，為兩國橋梁提供安全保障服務(wù)。