“AI衛(wèi)士”全時(shí)在崗，守護(hù)青島座座橋梁

青島擁有2231公里的普通國(guó)省道和1008座國(guó)省干線公路橋梁，其中包括特大橋10座、大橋97座，規(guī)模體量位居全省首位。

如同汽車需要保養(yǎng)一樣，公路和橋梁的管理養(yǎng)護(hù)對(duì)運(yùn)行安全也至關(guān)重要。市公路中心順應(yīng)技術(shù)變革趨勢(shì)，將人工智能、數(shù)字賦能與新型檢測(cè)技術(shù)深度融合，做細(xì)管養(yǎng)“顆粒度”，提高國(guó)省道和橋梁全生命周期的安全韌性，為更好服務(wù)群眾安全便捷通行和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力支撐。

橋梁安全監(jiān)測(cè)：

“感知—認(rèn)知—預(yù)警—決策”

作為公路工程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，橋梁是交通網(wǎng)絡(luò)的“鋼鐵脊梁”。近年來(lái)，隨著公路交通流量持續(xù)增長(zhǎng)，橋梁結(jié)構(gòu)安全面臨更大壓力，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段已難以滿足現(xiàn)代橋梁對(duì)“全時(shí)全域全知”安全監(jiān)測(cè)的需求。另一方面，青島作為北方沿海開(kāi)放城市，面對(duì)日益繁重的交通壓力及風(fēng)雨侵蝕、海水鹽蝕、凍融循環(huán)等自然環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性成為公路管養(yǎng)工作的重中之重。

市公路中心工作人員介紹青島路網(wǎng)監(jiān)測(cè)情況。

2024年12月，G228丹東線白沙河特大橋、羊毛溝大橋、藍(lán)岸北橋、青蘭高速跨線橋等4座位于青島的橋梁被交通運(yùn)輸部納入全國(guó)在役公路橋梁群輕量化結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)試點(diǎn)。橋梁輕量化監(jiān)測(cè)技術(shù)以設(shè)備輕量化、架構(gòu)簡(jiǎn)化、部署便捷、運(yùn)維高效為特點(diǎn)，以“多維感知、智能預(yù)警”為核心，融合了位移、裂縫、應(yīng)變、振動(dòng)、水位觀測(cè)及AI識(shí)別、告警、抓拍等多類智能設(shè)備，可監(jiān)測(cè)到低至0.6毫米的梁體撓度變化、0.025毫米的裂縫寬度變化、0.01度的結(jié)構(gòu)傾斜等橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)微變化，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和提前告警攔阻，大幅縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，有效降低災(zāi)害損失，為橋梁安全監(jiān)測(cè)開(kāi)啟“感知—認(rèn)知—預(yù)警—決策”的智能化新紀(jì)元。

白沙河特大橋位于城陽(yáng)區(qū)與青島高新區(qū)之間，2010年年底投用。近幾年，膠州灣一體化發(fā)展提速，通行大橋的車流與日俱增。通過(guò)橋梁群監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一張看不見(jiàn)的智能守護(hù)網(wǎng)正不舍晝夜地護(hù)航著它的安全——

橋上，車流快速駛過(guò)；橋梁底部，一個(gè)體型不大的“鐵盒子”——光電撓度儀和8個(gè)位移傳感器24小時(shí)“在崗”。“這個(gè)設(shè)備可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的豎向位移（下?lián)隙龋瑧?yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)主梁的應(yīng)力變化。通過(guò)多參數(shù)聯(lián)動(dòng)模型，綜合分析撓度、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷是否為危險(xiǎn)的重載車輛。一旦超限，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。”市公路中心橋梁工程師黃琦告訴記者，報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)可聯(lián)動(dòng)攝像頭對(duì)嫌疑車輛進(jìn)行抓拍取證。監(jiān)測(cè)平臺(tái)可據(jù)此通知前方治超站進(jìn)行攔截處理，并對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析，評(píng)估是否造成損傷。

傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)模式下，養(yǎng)護(hù)人員主要依靠目視巡檢和經(jīng)驗(yàn)監(jiān)測(cè)橋梁安全技術(shù)狀況，承擔(dān)著“巡診醫(yī)生”的角色。這套系統(tǒng)應(yīng)用后，就像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的“橋梁醫(yī)生”和“交通疏導(dǎo)”的結(jié)合體，能通過(guò)多種儀器精準(zhǔn)“把脈”，智能判斷“病情”，并快速觸發(fā)相應(yīng)的“治療”或“交通管制”流程，確保行車安全，角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)客觀數(shù)據(jù)報(bào)告進(jìn)行“精準(zhǔn)手術(shù)”的現(xiàn)代醫(yī)師，實(shí)現(xiàn)了由人防到技防的智慧化升級(jí)，這是傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式無(wú)法企及的。

“十四五”時(shí)期以來(lái)，市公路中心還引入無(wú)人機(jī)、無(wú)人船、水下蛙人、爬行機(jī)器人、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等AI智能裝備與技術(shù)，構(gòu)建起覆蓋“空中—地面—水下”的全方位立體監(jiān)測(cè)體系，多維度保障橋梁運(yùn)行安全。通過(guò)精細(xì)化管理和科技賦能，2025年度青島國(guó)省道干線公路橋梁技術(shù)狀況1類、2類比例達(dá)到100%，超額完成《“十四五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》目標(biāo)。

公路邊坡監(jiān)測(cè)：

“全場(chǎng)景、輕量化、高精度”

在惡劣天氣和氣候條件下，公路邊坡容易發(fā)生落石、滑坡等災(zāi)害，對(duì)行人和車輛安全構(gòu)成威脅。青島山地丘陵廣布、地質(zhì)復(fù)雜，公路邊坡是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)重點(diǎn)防范點(diǎn)位。

振動(dòng)加速度計(jì)、傾角計(jì)、裂縫計(jì)、AI視頻監(jiān)控……在S503鰲東線華蓋山上一處20米以上的高邊坡上，市公路中心先行先試，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，打造“全場(chǎng)景、輕量化、高精度”邊坡監(jiān)測(cè)方案，實(shí)現(xiàn)公路邊坡風(fēng)險(xiǎn)從被動(dòng)應(yīng)對(duì)到主動(dòng)防控、精準(zhǔn)治理的根本性轉(zhuǎn)變，顯著提升了安全防控能力和本質(zhì)安全水平。

通過(guò)部署智能傳感終端，形成了對(duì)泥石流、落石、滑移等風(fēng)險(xiǎn)的早期識(shí)別能力，能夠在災(zāi)害發(fā)生前數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天，識(shí)別出邊坡微小變形、土體含水率異常、裂縫擴(kuò)展等早期風(fēng)險(xiǎn)跡象。一旦監(jiān)測(cè)參數(shù)觸發(fā)閾值，現(xiàn)場(chǎng)爆閃燈、高音喇叭、警示文字屏將實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)聯(lián)動(dòng)，確保通行車輛能在第一時(shí)間獲得直觀警示，為避險(xiǎn)爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，筑牢邊坡安全“地網(wǎng)”，公路通行安全保障能力大幅提升。據(jù)測(cè)算，系統(tǒng)應(yīng)用后，預(yù)警信息平均響應(yīng)時(shí)間可縮短至10—15分鐘以內(nèi)（傳統(tǒng)模式需1至2小時(shí)），高風(fēng)險(xiǎn)路段人員誤入率可下降80%至95%（通過(guò)智能攔阻設(shè)備實(shí)現(xiàn)），邊坡災(zāi)害引發(fā)的交通中斷時(shí)間可減少70%至85%。

市公路中心高級(jí)工程師趙寧介紹，對(duì)邊坡不同發(fā)展階段的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)置了精細(xì)化的應(yīng)對(duì)場(chǎng)景。以突發(fā)落石為例：振動(dòng)加速度計(jì)感知到落石撞擊被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)產(chǎn)生的劇烈振動(dòng)。同時(shí)，AI視頻監(jiān)控通過(guò)圖像識(shí)別算法，也同步“看到”了落石。系統(tǒng)綜合分析振動(dòng)數(shù)據(jù)和視頻畫(huà)面，瞬間確認(rèn)落石事件。幾乎在同時(shí)（近乎無(wú)延遲），通過(guò)LoRa（遠(yuǎn)距離無(wú)線電）網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)最近的爆閃警示裝置。裝置立即開(kāi)啟紅藍(lán)爆閃、喇叭鳴響、屏幕顯示“落石危險(xiǎn)”，提醒后方車輛緊急避讓。監(jiān)測(cè)平臺(tái)收到報(bào)警后，立即調(diào)度養(yǎng)護(hù)人員前往現(xiàn)場(chǎng)，清理路面落石，檢查防護(hù)網(wǎng)損壞情況，并視情進(jìn)行臨時(shí)安全圍護(hù)。

趙寧表示，這個(gè)系統(tǒng)既能像“哨兵”一樣對(duì)突發(fā)落石做出秒級(jí)反應(yīng)，也能像“地質(zhì)學(xué)家”一樣敏銳捕捉邊坡緩慢變形的蛛絲馬跡，實(shí)現(xiàn)“快速反應(yīng)”與“提早預(yù)防”相結(jié)合，將風(fēng)險(xiǎn)控制在萌芽狀態(tài)。