道路桥梁结构健康监测系统解决方案

面向道路桥梁、城市立交、隧道和道路沉降等场景,融合BIM、GIS与物联网监测,支撑道桥安全预警和养护决策

方案概述

面向道桥监管与结构健康监测场景,构建可视化监测预警体系

道桥安全监测系统聚焦城市道路与桥梁全生命周期安全管理,围绕道桥行业监管、结构健康监测与设施台账治理,在道路和桥梁的关键点位部署物联网感知设备,实时采集结构变形、位移、倾角、振动、应力应变、交通荷载及环境变化等运行数据。平台融合BIM、GIS、物联网和大数据分析能力,构建道路桥梁“一张图”可视化监管底座,支撑设施静态属性、巡检养护、设备运行和隐患处置等动静态信息统一管理。

中科复兴是河北省城市道桥行业综合监管平台数据标准起草单位和建设方案起草单位,具备省级道桥监管体系建设经验。方案面向省、市、县三级监管场景,围绕基础台账、隐患台账、项目台账和重点桥梁前端感知数据,形成风险识别、分级预警、联动处置、养护决策和监管评价闭环,推动道桥安全管理从“被动响应”向“主动防控”升级,为城市交通基础设施安全运行和长效运营提供数据支撑。

道路桥梁结构健康监测系统解决方案架构图

系统架构

系统面向道桥监管、养护单位和管理部门,构建用户层、应用层、支撑层、数据层和基础设施层协同架构。上层支撑桥梁监管、道路监管、风险管理、应急处置和考核评价等业务应用。底层汇聚基础数据、监测数据、结构评估数据和运行数据,形成道桥安全监管能力底座。

道桥安全系统架构

应用场景

围绕市政桥梁、公路桥梁、铁路桥梁、地铁桥梁等不同设施类型,平台将设施基础信息、实时监测数据、巡检养护记录和事件处置流程统一到同一监管视图,支撑桥梁管理养护、结构健康监测、风险隐患治理和应急处置等业务闭环。

市政桥梁管理养护

面向城市道路桥梁日常监管,支撑公路桥梁管理养护、桥梁监测和特大桥养护管理等业务,形成巡检、养护、隐患处置一体化管理。

公路桥梁管理养护

覆盖特大、大、中和小桥施工期监测及养护期监测,结合设施台账、结构状态和监测数据,辅助养护计划制定与风险隐患跟踪。

铁路桥梁监测

面向铁路桥梁运行安全场景,接入关键部位感知数据,持续掌握结构响应、位移变形、振动变化和环境影响,为状态研判提供依据。

地铁桥梁监测

针对地铁桥梁及轨道交通相关结构,开展运行状态监测、异常预警和事件联动处置,辅助管理单位及时排查并跟进风险。

监测场景及相关物联网设备

面向道路与桥梁的关键点位,系统可接入裂缝传感器、温湿度传感器、风力风向传感器、水位传感器、GNSS监测设备、拉线位移传感器、沉降传感器、动态应变计和倾角传感器等前端设备,覆盖变形监测、应力应变监测、震动监测、裂缝监测、极端天气监测和水毁监测等典型场景,为结构健康评估、风险预警和养护决策提供连续数据支撑。

道桥监测场景及相关物联网设备

针对桥梁结构健康监测场景,可在桥面、主梁、索塔、拉索、支座及桥端等关键部位布设动态称重、视频监控、GPS/北斗基站、加速度、索力、位移、应变、应变花、结构温度和风速等监测设备,持续采集车辆荷载、结构响应、位移变形、索力变化、温度影响和风环境数据,支撑桥梁运行状态研判、异常预警和养护处置。

桥梁结构健康监测传感器布设示意

行业预测预警

多源感知融合

实时融合结构应力、位移形变、交通荷载和气象环境等动态数据,持续掌握道路与桥梁运行状态,为风险识别提供基础数据支撑。

风险趋势研判

结合损伤识别模型与趋势预测算法,对桥梁挠度异常、支座老化、构件疲劳和路基沉降等潜在风险进行诊断评估。

分级预警处置

自动判别风险等级,生成风险位置、演化趋势和影响范围研判结果,同步触发分级告警,辅助预防性养护与应急决策。

重点功能

平台围绕道桥行业安全运行监管,形成从基础信息建档、风险识别防控、日常巡查巡检,到维修养护、实时风险监测、预测预警、联动处置和应急管理的完整业务闭环,帮助管理部门持续掌握设施运行状态,及时发现隐患并推动处置过程可跟踪、可反馈、可追溯。

道桥专项重点功能

建设内容

一中心

建成一个基于新技术,可共建共享、深度分析的涵盖道路、桥梁多种动静态信息的科学数据治理大数据计算中心,实现对道路、桥梁进行安全态势感知、分析、预警及设备准入控制等。

一平台

包括支撑全行业应用系统的信息资源共享交换平台、空间信息平台、物联网平台、工具服务平台、网站管理平台。

多系统

主要包括桥梁综合信息监管系统和道路综合信息监管系统,以及道桥行业风险管理、应急处置、考核评价、培训宣传、投诉处置等。

建设效果

01

城市道桥GIS“一张图”数据可视化展示

通过“一张图”实现桥梁全要素数据融合、动态可视与智能分析,支撑精准监管、风险预判与高效应急,助力城市基础设施安全运营。

02

三级平台数据共享联动监管

满足省、市、县多平台的不同监管需求,打破信息孤岛,实现数据共享、分级监管和联动监管。

03

实时监测桥梁安全状况

实时监测桥梁外部荷载、风速风向、温湿度、降雨量、位移、倾角、振动、索力等关键信息,并在关键位置设立视频监控点,为安全预警、模型分析、应急指挥调度提供数据支撑。

04

巡检养护分级管理

监管平台通过对基础数据进行分析,根据结果提醒相关部门及时对桥梁进行巡检巡查、养护管理,方便监管人员统计分析隐患、排查并跟进整改情况。

05

分级预警联动应急调度管理

平台自动分析研判出报警类型和等级,并将报警信息通过监管平台或手机APP发送给相应责任人,及时发现桥梁安全隐患,方便监管人员及时排查、跟进及应急调度管理。

06

数据支撑养护决策

沉淀设施台账、监测数据、巡检记录、隐患处置和养护过程信息,辅助管理部门开展桥梁状态研判、养护计划制定和长期运行分析,让养护决策更有依据。

六大核心功能模块

GIS一张图可视化可视化界面

GIS一张图可视化

通过一张图实现桥梁全要素数据融合、动态可视与智能分析,支撑精准监管、风险预判与高效应急,助力城市基础设施安全运营。

三级平台联动监管可视化界面

三级平台联动监管

满足省、市、县多平台的不同监管需求,打破信息孤岛,实现数据共享,分级、联动监管。

实时监测安全预警可视化界面

实时监测安全预警

实时监测桥梁外部荷载、风速风向、温湿度、降雨量、位移、倾角、振动、索力等关键信息,并在关键位置设立视频监控点,为安全预警、模型分析、应急指挥调度提供数据支撑。

巡检养护分级管理可视化界面

巡检养护分级管理

监管平台通过对基础数据进行分析,根据结果提醒相关部门及时对桥梁进行巡检巡查、养护管理,方便监管人员统计分析隐患,排查、跟进整改情况。

分级预警联动调度可视化界面

分级预警联动调度

平台自动分析研判出报警类型和等级,并将报警信息通过监管平台或手机APP发送给相应责任人,及时发现桥梁安全隐患,方便监管人员及时排查、跟进及应急调度管理。

全生命周期档案可视化界面

全生命周期档案

为每座桥梁建立涵盖设计、施工、运营、养护全过程的数字档案,实现桥梁设施全寿命周期信息化管理,为长期运维决策提供数据基础。

八大应用场景

桥梁结构健康监测示意图

桥梁结构健康监测

道路养护管理示意图

道路养护管理

桥梁安全评估示意图

桥梁安全评估

应急指挥调度示意图

应急指挥调度

巡检养护管理示意图

巡检养护管理

GIS可视化展示示意图

GIS可视化展示

省级监管平台示意图

省级监管平台

市县联动监管示意图

市县联动监管

落地案例

河北省 省市县三级监管

河北省城市道桥监管信息系统

项目围绕道路、桥梁静态属性和巡检养护、设备运行等动态数据,建设城市道桥“一张图”可视化监管底座,形成基础台账、隐患台账、项目台账的三级标准化台账管理能力。系统面向重点桥梁接入前端感知设备,采集位移、倾角、振动等关键参数,支撑桥梁结构状态监测、风险预警、巡检养护和隐患处置闭环。

省市县
监管层级
三级
台账体系
16项
关键参数
一张图
监管底座

为什么选择中科复兴

省级平台建设支撑

中科复兴是河北省城市道桥行业综合监管平台数据标准起草单位和建设方案起草单位,具备省级道桥监管体系建设经验。

BIM+GIS+物联融合

道桥行业综合信息监管平台融合BIM、GIS、物联网技术,实现桥梁结构实时感知、预警、评估及自动化管理。

三级监管体系支撑

河北省市县三级道桥监管系统面向省、市、县多级监管场景,支撑设施台账、监测数据、巡检养护和隐患治理统一管理。

结构健康动态监测

道桥专项支持24小时结构健康动态监测,围绕裂缝、沉降、位移、应力异常等风险开展识别、预警与处置支撑。

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