臺前黃河大橋智能管理構(gòu)思

沈淑慧

（河南省交通運輸廳高速公路濮陽至鶴壁管理處，河南 濮陽 457000）

臺前黃河大橋全長13.4公里，雙向六車道，是河南省重要的交通扶貧工程，自2020年12月26日開通以來，成為全國高速公路跨黃河最長橋梁，彌補了從德商高速至青蘭高速100多公里的黃河河道上無橋梁的空白。該橋?qū)Υ龠M中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)和豫魯兩省經(jīng)濟交流，支持豫北鄉(xiāng)村振興，帶動旅游資源發(fā)展，有著重要意義。臺前黃河大橋開通僅半年，日均車流量近萬，貨車占比30%，橋梁運維管理工作繁重。

《交通強國建設(shè)綱要》明確要求“強化交通基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護，加強基礎(chǔ)設(shè)施運行監(jiān)測檢測”。為全面建設(shè)“可視、可測、可控、可服務(wù)”的高速公路運行監(jiān)測體系，推動全國和省級視頻云平臺建設(shè)并發(fā)揮路網(wǎng)協(xié)同調(diào)度功能，更好地滿足人民群眾出行需求，結(jié)合新開通的臺前黃河大橋智能管理需求，提出橋梁智能運營管理平臺架構(gòu)及相關(guān)管理服務(wù)功能構(gòu)思，為高速公路特大橋梁的運營維護提供一定的借鑒。

一、橋梁數(shù)據(jù)中心

橋梁數(shù)據(jù)中心應(yīng)包含行政識別技術(shù)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)組成數(shù)據(jù)、檔案資料等部分，涵蓋橋梁建設(shè)、養(yǎng)護全壽命周期的動靜態(tài)數(shù)據(jù)信息。目前，河南省交通運輸廳主導(dǎo)建設(shè)了全省統(tǒng)一的“河南省高速公路綜合養(yǎng)護信息管理平臺”，數(shù)據(jù)信息內(nèi)容基本滿足橋梁數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求，可以以此為基礎(chǔ)，搭建臺前黃河大橋橋梁數(shù)據(jù)中心。

二、運維管理平臺

橋梁的養(yǎng)護管理可以分為運行監(jiān)測管理和運維養(yǎng)護管理兩方面。

（一）運行監(jiān)測管理系統(tǒng)

運行監(jiān)測管理系統(tǒng)涉及交通氣象監(jiān)測預(yù)警和智能路網(wǎng)實時監(jiān)控。

1.交通氣象監(jiān)測預(yù)警

構(gòu)建橋面交通氣象監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，強化通行氣象預(yù)報預(yù)警。利用臺前黃河大橋現(xiàn)有監(jiān)控點位，安裝能見度檢測、氣象檢測、冰雪路面狀況檢測等監(jiān)測設(shè)備，建立橋面交通氣象監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，綜合分析橋面氣象站與路面狀況數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測低能見度、大風、強降雨、降雪、團霧、凝冰等多種異常狀況，及時預(yù)報預(yù)警，有效提升交通氣象環(huán)境監(jiān)測的準確度和預(yù)警及時性，降低惡劣天氣交通事故率。

2.智能路網(wǎng)實時監(jiān)控

布設(shè)智能視頻監(jiān)控，提升車輛感知決策控制能力?？茖W(xué)布設(shè)智能感知設(shè)備，點、線、面相結(jié)合，實時采集車輛特征數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)、交通事件信息、路段運行狀態(tài)信息。依托智能車聯(lián)網(wǎng)通信、北斗實時高精度定位、交通態(tài)勢感知、交通管控等技術(shù)，構(gòu)建智能路網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng)。通過邊緣計算、人工智能分析，實現(xiàn)“車-路-環(huán)境”數(shù)據(jù)的信息挖掘和決策支持，提前感知提醒和規(guī)劃車輛的行車路徑和路權(quán)等級，實現(xiàn)對車流在時間和空間上的引導(dǎo)、分流，避免道路堵塞。通過視頻監(jiān)控手段進行安全管理，實現(xiàn)大橋全路段電子巡查和自動事件監(jiān)測，有效提高道路交通通行能力和管理效率。

3.橋梁安全監(jiān)測預(yù)警

實時動態(tài)監(jiān)測，保障橋梁結(jié)構(gòu)安全。橋下布設(shè)紅外熱成像、可見光視頻監(jiān)控等裝置，實時動態(tài)識別航道防撞和非法入侵等影響安全、環(huán)境破壞行為，基于識別的結(jié)果對敏感部位和重點監(jiān)視區(qū)域進行布防聯(lián)動報警，結(jié)合人工與自動巡查，對路政人員進行快速調(diào)度指揮，縮短違法侵害發(fā)現(xiàn)時間，并對違法行為自動拍照和錄像取證。橋體布設(shè)變形監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、索力監(jiān)測、動力性能監(jiān)測、裂縫監(jiān)測、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測等橋梁健康監(jiān)測設(shè)備，基于監(jiān)測分析結(jié)果，對橋梁結(jié)構(gòu)安全狀況進行預(yù)警，實時掌握橋梁的技術(shù)狀況和安全狀況。

（二）運維養(yǎng)護管理系統(tǒng)

主要涉及供配電智能管控、日常養(yǎng)護高效巡檢及智能保潔監(jiān)管考核3方面內(nèi)容。

1.供配電智能管控

搭建智慧供配電管控系統(tǒng)，實現(xiàn)供電系統(tǒng)遠程智能控制管理。臺前黃河大橋全長13.4公里，需要良好的供配電系統(tǒng)以確保夜間照明、橋面輪廓、緊急呼叫、事故報警、逃生誘導(dǎo)及海事救援等應(yīng)急設(shè)施。通過智能化分布式供配電，在配電房和設(shè)備運行環(huán)境中添加數(shù)字化傳感器，搭建“互聯(lián)網(wǎng)+供配電智”能控制系統(tǒng)，實時采集橋梁照明、視頻監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)備、應(yīng)急救援等供電設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程智能調(diào)節(jié)照明設(shè)施光照強度，自動獲取異常用電設(shè)備報警信息，保證各類供配電系統(tǒng)設(shè)備長期穩(wěn)定運行，提升供電系統(tǒng)的可靠性。

2.日常養(yǎng)護高效巡檢

應(yīng)用橋梁智能巡檢系統(tǒng)，提升橋梁日常養(yǎng)護智能化、信息化水平。系統(tǒng)以橋梁的定期巡檢和養(yǎng)護為核心功能，采用先進的技術(shù)架構(gòu)，結(jié)合手機App與GPS位置定位等技術(shù)，一鍵巡檢橋梁各類部件，建立異常（病害）數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的空間時序管理。該系統(tǒng)支持智能生成橋梁年度檢測計劃、實現(xiàn)橋梁檢修在線上報、復(fù)核、下發(fā)任務(wù)單與維修的全流程閉環(huán)管理，可通過巡檢平臺實時查詢橋梁定檢結(jié)果、構(gòu)件病害標度、現(xiàn)場照片、病害匯總等數(shù)據(jù)信息，掌握橋梁構(gòu)件病害發(fā)展情況，有效提高橋梁巡檢效率。

3.清掃保潔智能考核

構(gòu)建橋面保潔監(jiān)控體系，實時監(jiān)控橋面清掃作業(yè)狀態(tài)及保潔效果。針對機械保潔、人工保潔等保潔作業(yè)模式，建立保潔智能化監(jiān)管系統(tǒng)，借助高清實時視頻，實時查詢在線作業(yè)車輛的保潔清掃情況，通過設(shè)置電子圍欄及智能定位設(shè)備實時掌握保潔人員、車輛的考勤打卡情況，實現(xiàn)人員、車輛違規(guī)作業(yè)動態(tài)監(jiān)管。

三、信息服務(wù)管理系統(tǒng)

主要包含突發(fā)事件應(yīng)急救援、伴隨式信息服務(wù)及行車安全智能誘導(dǎo)3方面內(nèi)容。

（一）突發(fā)事件應(yīng)急救援

搭建應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)，提升突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)能力。整合屬地道路交通拯救，醫(yī)療救援，海事消防，應(yīng)急辦等救援主體部門信息，利用異構(gòu)網(wǎng)系融合互通等技術(shù)手段，建立多部門資源共享、協(xié)調(diào)聯(lián)動的統(tǒng)一指揮調(diào)度系統(tǒng)。發(fā)生突發(fā)事件時，能夠迅速執(zhí)行多部門統(tǒng)一應(yīng)急聯(lián)動救援，提升突發(fā)事件發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)效率。

（二）伴隨式信息服務(wù)

拓展信息發(fā)布形式，構(gòu)建伴隨式信息服務(wù)體驗。充分利用橋梁現(xiàn)有門架，布設(shè)全彩點陣板或鐳射投影系統(tǒng)，借助橋梁信息情報板，高速公路出行網(wǎng)站，交通服務(wù)熱線，廣播電臺，手機應(yīng)用APP小程序或短信，微信公眾號，車載終端等多種方式，顯示大橋?qū)崟r視頻圖像，及時發(fā)布大橋異常信息，提升通行安全保障能力。

（三）行車安全智能誘導(dǎo)

消除行車隱患，智能誘導(dǎo)服務(wù)行車安全。布設(shè)智能交通事件檢測、霧區(qū)引導(dǎo)、防撞預(yù)警、遠程交互及智能管控設(shè)備，根據(jù)能見度、天氣現(xiàn)象（雨雪等）、現(xiàn)場交通事件等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)或交通事故與施工作業(yè)管控需求，通過道路輪廓強化、行車主動誘導(dǎo)、防追尾警示等多種方式，提醒司機減速慢行，保持安全間距，有效提升大橋的安全通行能力。

四、結(jié)語

橋梁智能管理就是利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動通信、人工智能等技術(shù)，對橋梁運行監(jiān)測、運維養(yǎng)護和信息服務(wù)進行有效整合，通過搭建信息化智能管理平臺，從而實現(xiàn)智能化安全出行、智慧化精準服務(wù)，提高運營工作效率，確保橋梁運行安全，服務(wù)人民群眾暢通安全出行。