中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
今天簡(jiǎn)單聊聊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)到底有用還是無(wú)用，順道探討系統(tǒng)建設(shè)的業(yè)務(wù)模式問(wèn)題。
首先我們看看為什么有些專家說(shuō)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有用呢？猜測(cè)一下，可能有以下幾個(gè)方面原因吧。
問(wèn)題1：橋梁各種荷載和反應(yīng)是動(dòng)態(tài)的，靜態(tài)傳感器雖然能夠采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)如何用來(lái)解釋結(jié)構(gòu)行為？
這種情況還不少見(jiàn)，我見(jiàn)多個(gè)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用了振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)變，用連通管測(cè)量橋梁動(dòng)撓度，僅僅給了解釋說(shuō)能測(cè)量趨勢(shì)變化。應(yīng)變計(jì)連橋梁使用中最大應(yīng)變測(cè)量不到，那其實(shí)安裝的意義真不大；動(dòng)撓度監(jiān)測(cè)也如此，僅僅解釋一下“趨勢(shì)”，其實(shí)沒(méi)有必要用昂貴的傳感器，計(jì)算分析分析也會(huì)大差不差。橋梁監(jiān)測(cè)用的儀器設(shè)備選擇其實(shí)還比較嚴(yán)苛的，一是要考慮測(cè)量的動(dòng)態(tài)性，比如動(dòng)撓度等動(dòng)態(tài)量的監(jiān)測(cè)需要選用采樣速率高的傳感器，二是考慮傳感器的長(zhǎng)期耐久性，三是要考慮傳感器和其他設(shè)備的環(huán)境保護(hù)。記得我們做系統(tǒng)的時(shí)候，加速度計(jì)花高價(jià)錢買質(zhì)量好的不說(shuō)，保護(hù)的金屬罩子使用金屬錠挖出來(lái)而不是用板材拼接，內(nèi)中用膠填塞，安裝傳感器的人感覺(jué)扔到海里都能繼續(xù)工作。還有一些傳感器要做更為仔細(xì)的考量，比如橋梁跨中風(fēng)速儀安裝，就不能簡(jiǎn)單的在橋梁邊上架個(gè)支架那么簡(jiǎn)單，香港青馬橋?qū)＜医ㄗh我們要平伸出去5-7米，才能測(cè)量到自然風(fēng)而不是被加勁梁干擾的風(fēng)。當(dāng)然其中技術(shù)細(xì)節(jié)很多，大家各抒己見(jiàn)吧。
問(wèn)題2：業(yè)主或?qū)＜铱赡軙?huì)問(wèn)，橋梁設(shè)計(jì)壽命（基準(zhǔn)期還是壽命？）100年，橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)頂多挺10年或稍微多幾年，等橋梁老化了承載力降低了需要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮功效了，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)他老人家早已趴窩了，如此系統(tǒng)有啥用？這個(gè)問(wèn)題是任何監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)單位都無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。怎么去理解或應(yīng)對(duì)？
問(wèn)題3：系統(tǒng)建設(shè)完成后，業(yè)主無(wú)專業(yè)人士運(yùn)維管理，沒(méi)兩年系統(tǒng)就壞掉了，花了那么多錢，不白白浪費(fèi)了嗎？
后兩個(gè)問(wèn)題的回到可以從健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)模式來(lái)理解。系統(tǒng)建設(shè)可以從以下三種模式來(lái)分別分析：
模式1：建設(shè)-移交模式
系統(tǒng)建設(shè)單位把系統(tǒng)建設(shè)完成后，直接移交給業(yè)主，業(yè)主自己運(yùn)維。這種模式下需要業(yè)主單位配備比較專業(yè)的人員。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于多專業(yè)交叉類業(yè)務(wù)，需要配備多種專業(yè)的人員，實(shí)踐中業(yè)主往往沒(méi)有配備或者配備少量的專門人員，其結(jié)果便是系統(tǒng)建成沒(méi)幾年就壞掉了，更別提對(duì)采集數(shù)據(jù)深入分析了。
模式2：建設(shè)-移交-運(yùn)維模式
系統(tǒng)建設(shè)單位把系統(tǒng)建設(shè)完成后，移交給業(yè)主，獲得系統(tǒng)建設(shè)工程款，屬于一次性費(fèi)用。此外，業(yè)主每年向建設(shè)單位給付一定額度的系統(tǒng)維運(yùn)維費(fèi)，建設(shè)單位給業(yè)主提供系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù)。這種模式下系統(tǒng)能夠得到很好的維護(hù)，數(shù)據(jù)往往也能夠進(jìn)行深入的分析，系統(tǒng)功能得以較好發(fā)揮。更為重要的一點(diǎn)是，由于建設(shè)單位同時(shí)維護(hù)多個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)維人員的生產(chǎn)能力得以充分發(fā)揮，規(guī)模效應(yīng)降低維護(hù)成本。同時(shí)建設(shè)單位可以通過(guò)多個(gè)系統(tǒng)分析，通過(guò)大量數(shù)據(jù)樣本，能夠更為深入的理解橋梁病害。
模式3：投資-建設(shè)-運(yùn)維
系統(tǒng)由建設(shè)單位投資建設(shè)，不移交給業(yè)主，而是通過(guò)向業(yè)主提供監(jiān)測(cè)服務(wù)，每年從業(yè)主賺取服務(wù)費(fèi)。這種模式下，可以享有模式2所有的優(yōu)點(diǎn)。也能夠從根本上解決了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壽命與橋梁壽命不匹配的問(wèn)題。只要橋梁業(yè)主給付的服務(wù)費(fèi)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)成本的核算能夠盈利，系統(tǒng)投資建設(shè)單位不僅僅有動(dòng)力將系統(tǒng)維護(hù)好，而且當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備到了壽命退出工作后，建設(shè)單位還可以繼續(xù)安裝新的系統(tǒng)。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往需要一筆不小的經(jīng)費(fèi)投入，國(guó)內(nèi)從工程實(shí)踐來(lái)看，往往在橋梁建設(shè)階段容易通過(guò)工程建設(shè)費(fèi)中安排出系統(tǒng)安裝費(fèi)用，所以模式1常見(jiàn)，因?yàn)闃蛄航ǔ珊笮枰平唤o運(yùn)維單位，建設(shè)單位很難有動(dòng)力與系統(tǒng)建設(shè)單位簽署長(zhǎng)期運(yùn)維服務(wù)合同。橋梁運(yùn)維單位的預(yù)算一般是每年差不多，突然安排幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往預(yù)算不好安排，所以模式3可以嘗試。
總體看來(lái)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有沒(méi)有用處，不單單從技術(shù)方面理解，也應(yīng)該看到不同的業(yè)務(wù)模式對(duì)于系統(tǒng)功能發(fā)揮有著不可忽視的影響。前段時(shí)間見(jiàn)到了青馬橋建設(shè)時(shí)期路政署負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)，據(jù)他講，這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍然在工作。國(guó)內(nèi)能夠見(jiàn)到的連續(xù)工作20年以上的系統(tǒng)可能有，但是我沒(méi)見(jiàn)過(guò)呢。香港之所以如此，一方面系統(tǒng)設(shè)備確實(shí)選擇的確實(shí)質(zhì)量過(guò)硬，比如加速度計(jì)用的是霍尼韋爾的，17萬(wàn)港幣一支，大家可以想象一下1997年前后這個(gè)價(jià)格。另一方面與配備大量的專業(yè)維護(hù)人員是不可分的。
站在業(yè)主角度，投入巨額經(jīng)費(fèi)建設(shè)橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)到底投入產(chǎn)出是否劃算，應(yīng)該有相關(guān)的方法論做支撐吧，希望有學(xué)者能在這方面下些功夫，只有從決策方法論上有個(gè)突破才能從根本上終止系統(tǒng)建設(shè)的有用無(wú)用論，更為期待的是，能夠分析系統(tǒng)到底建設(shè)到什么規(guī)模才算經(jīng)理合理。
最后，講一個(gè)國(guó)內(nèi)祖師爺級(jí)別的橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故事，年代久遠(yuǎn)未必準(zhǔn)確啊。
我所能見(jiàn)到的國(guó)內(nèi)最早的橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是虎門大橋?；㈤T大橋建成通車后車流量很大?；㈤T大橋主跨888米，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大跨徑的橋梁吧，大風(fēng)一來(lái)擺動(dòng)幅度很大，是否中斷交通是個(gè)令業(yè)主頭疼的問(wèn)題。怎么辦呢？橋梁管理單位派司機(jī)開(kāi)車從橋上跑來(lái)跑去，司機(jī)說(shuō)跑不了了，管理單位便會(huì)進(jìn)行交通管控或中斷交通。橋梁管理單位負(fù)責(zé)人朱總，我曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)，是清華畢業(yè)生，另外一位校友帶來(lái)國(guó)外的GPS設(shè)備，說(shuō)可以用RTK模式的設(shè)備對(duì)橋梁位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，朱總請(qǐng)來(lái)了清華大學(xué)郭靜珺教授，預(yù)算不多，一百多萬(wàn)吧，系統(tǒng)算是安裝了，同時(shí)還安裝了風(fēng)速儀，于是業(yè)主用橋梁位移數(shù)據(jù)和風(fēng)速數(shù)據(jù)相互印證，最終用現(xiàn)代化手段解決了交通管控的老大難問(wèn)題。再到后來(lái)，又補(bǔ)裝了幾支應(yīng)變計(jì)，算是有了點(diǎn)“健康監(jiān)測(cè)”的味道了。
2019年5月17日
