中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
隨著橋梁使用年限的增加以及服役環(huán)境的不斷惡化，保持橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性、延長其使用壽命并提高防災(zāi)能力和韌性已成為橋梁工程師面臨的重大挑戰(zhàn)。因此，對橋梁在役期間性能進行監(jiān)測和檢測，并據(jù)此做出科學(xué)的維護決策，是全球范圍內(nèi)的研究重點。
作為大型橋梁長期運營與維護的關(guān)鍵技術(shù)之一，橋梁健康監(jiān)測是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在這個過程中，監(jiān)測設(shè)備的準確性、結(jié)構(gòu)信號采集及環(huán)境因素的影響、信號處理分析能力、以及結(jié)構(gòu)損傷識別算法等多方面因素都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)評估出現(xiàn)較大誤差。橋梁健康監(jiān)測的目標是以固定的時間間隔持續(xù)跟蹤記錄橋梁在日常運行中各關(guān)鍵部分（如主梁、橋面、橋臺、主塔、纜索）的力學(xué)響應(yīng)情況，從而實現(xiàn)對局部乃至整體結(jié)構(gòu)狀況的實時診斷。
針對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)而言，合理選擇和匹配傳感器顯得尤為關(guān)鍵。鑒于實際應(yīng)用中結(jié)構(gòu)損傷累積發(fā)展較為緩慢且相應(yīng)信號變化細微的特點，在選取傳感器時需充分考量不同類型監(jiān)測裝置間的兼容性問題，同時也要確保所選設(shè)備對于由結(jié)構(gòu)損傷引起的各種靜態(tài)或動態(tài)響應(yīng)量級具有足夠的敏感度。傳感器的質(zhì)量直接影響到數(shù)據(jù)獲取的真實性，因此圍繞特定監(jiān)測需求開展關(guān)于傳感器布局優(yōu)化的研究至關(guān)重要。除了基于模態(tài)置信準則的傳統(tǒng)方法外，還有多種啟發(fā)式優(yōu)化策略被提出用于解決這一問題，比如改進的人工魚群算法、IQPSO算法等；此外，一些模仿自然界生物行為特征的算法，例如模擬退火算法、遺傳算法、猴群算法、狼群算法及粒子群算法等也被廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模工程項目中的傳感器最優(yōu)布置問題上。
數(shù)據(jù)搜集與傳輸體系構(gòu)成了橋梁健康監(jiān)測中的另一項核心要素。近年來，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的傳輸手段取得了顯著進步，相較于傳統(tǒng)的有線電纜傳輸，該手段能迅速部署且獨立地對各個采樣點數(shù)據(jù)進行分批前期處理，并與智能科技相結(jié)合，達成通信鏈路的自主監(jiān)控與自適應(yīng)測量調(diào)度等功能。由當代數(shù)據(jù)搜集架構(gòu)融合環(huán)境感知器與力學(xué)特性感知器，并輔以無損檢測儀器等多元化設(shè)備集成的綜合監(jiān)測系統(tǒng)，能顯著提升整體系統(tǒng)的精確度和信賴度。
在橋梁健康監(jiān)測領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)將可視化與物理模型相交融，實現(xiàn)了信息的交流、模擬、預(yù)估及優(yōu)化。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于橋梁的初步設(shè)計、構(gòu)件制造、施工規(guī)劃、運營監(jiān)控、檢測評估及防災(zāi)管理等環(huán)節(jié)。依托健康監(jiān)測所累積的大量數(shù)據(jù)資源，借助數(shù)字孿生技術(shù)，有望達成監(jiān)測信息與模擬分析模型間的即時校正，從而在橋梁的全生命周期內(nèi)構(gòu)建動態(tài)調(diào)整、實時評估及安全預(yù)估的全方位監(jiān)測、評價及預(yù)警機制。
隨著信息采集系統(tǒng)及各類傳感器的快速發(fā)展，橋梁運營過程中的環(huán)境輸入與損傷輸出數(shù)據(jù)能即時在控制中心交匯反饋，形成智能化的運維閉環(huán)。然而，就橋梁健康監(jiān)測中的損傷識別目標來說，通過結(jié)構(gòu)損傷觸發(fā)的動力響應(yīng)變化數(shù)據(jù)來推斷損傷位置及程度，需涉及模擬模型的逆向運算。鑒于現(xiàn)役橋梁中存在的復(fù)雜多損傷場景，當前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如影響因素繁多、邏輯鏈條復(fù)雜、計算量龐大及結(jié)果不確定性等，因此單純依賴數(shù)字孿生技術(shù)來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的全部目標頗具難度。研究結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)與健康指標之間的關(guān)聯(lián)機理，進一步融合數(shù)字孿生技術(shù)、模擬模型修正與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，開發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，并結(jié)合圖像處理手段進行結(jié)構(gòu)局部及整體損傷識別的方法，構(gòu)建結(jié)構(gòu)多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)的智能整合機制，形成數(shù)字互聯(lián)、實時互動的智能化橋梁運維監(jiān)測體系，將是未來橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向。
中交路橋科技結(jié)合多年行業(yè)先進經(jīng)驗，融合數(shù)字經(jīng)濟和國家安全體系發(fā)展需求，構(gòu)建“智能監(jiān)測、科技領(lǐng)先、智慧城市、數(shù)字賦能”的品牌戰(zhàn)略，形成了工程檢測、城市安全監(jiān)測、數(shù)字化研發(fā)運維三大業(yè)務(wù)板塊。公司技術(shù)實力雄厚，當前擁有一支高素質(zhì)工程醫(yī)生團隊，囊括了鐵道工程、城市道路與公路、橋梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技術(shù)、電力、信號、集成電路、智能科學(xué)等專業(yè)。公司試驗、檢測、監(jiān)測儀器設(shè)備齊全，用于試驗檢測、測繪的儀器設(shè)備共計千余套，為試驗檢測、監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學(xué)、準確提供了硬件保證。
