港珠澳大桥智能化运维技术与工程实践

跨海交通基础设施具有工程规模大、复杂程度高等特点，传统运维工作尚存在成本高、效率低、精度差和外海作业安全风险较大等瓶颈性问题。为了实现港珠澳大桥的安全、可靠、高效运维，总结出跨海交通基础设施存在服役状态感知能力低、监测信息利用率低、交通风险主动管控效率低、运维管理信息化和养护决策智能化程度低等四大共性难题，梳理了港珠澳大桥智能化运维的关键技术，提炼出港珠澳大桥智能化运维的9项工程建设内容：基于5G的跨海交通基础设施运维物联网，基于北斗的毫米级变形监测及封闭空间定位系统，水下结构智能监测平台与大数据融合处理系统，基于无人机集控的巡查、检测、应急一体化系统，基于巡检机器人的跨海桥隧抵近检测与维养系统，跨海集群设施服役环境数字化与运行状态监测评估系统，基于全寿命周期理论的跨海集群设施数字化维养管理系统，全时交通安全运行与快速应急处置智能系统，跨海集群设施运维一体化管控平台。此外，还提出了包括设备感知层、通信层、基础资源层、数据支撑层、业务支撑层、智慧应用层、用户交互层等的总体技术架构。最后，总结了港珠澳大桥智能运维的主要技术特色。港珠澳大桥的智能运维工作、成果、经验可为其他跨海交通基础设施的...     

大数据时代的桥梁维护与安全

桥梁管养是一项任务繁多、系统性强的工作,面对桥梁大数据,目前的技术和管理模式还无法有效的收集和挖掘其价值。通过分析桥梁大数据的种类和特征,提出了大数据桥梁管养技术定义和目标;给出了基于大数据挖掘的桥梁管养若干应用构想;描述了桥梁智能化养护管理数字平台的总体构架及子系统设计;大数据时代的桥梁维护和安全管理将逐步实现标准化、智能化、时效化、便捷化、信息化和一体化。     

公路桥梁建设期BIM协同管理平台架构及应用研究

桥梁建设期存在的技术以及管理方面的问题,已经制约桥梁建设的健康发展。建设期BIM技术的应用,可以有效提升桥梁建设的数字化、自动化和智能化程度。建设期BIM协同管理平台架构主要包括核心的数据层、模型层、交互层、功能模块层,业务功能涵盖质量、安全、进度管理等。通过对平台架构以及应用展开研究,搭建基于BIM的桥梁建设期协同管理平台,实现桥梁建设期工程各方平台集成化高效协同工作。     

特殊结构桥梁集群运营安全监测平台总体设计

特殊结构桥梁是重大交通路网的控制性工程,其结构安全、交通顺畅和技术状况对区域经济社会发展起着至关重要的作用。当前全国正在积极推进公路长大桥梁结构健康监测系统和运行平台建设。为此,依托公司管辖养护的"三特桥梁"监管平台建设,介绍了总体架构、平台功能、数据中心、网络传输、数据接口、系统安全等在内的特殊结构桥梁集群运营安全监测平台的总体设计,为特殊结构桥梁的标准化、信息化、数字化、智能化监测和管养提供了技术支撑,平台采用三级管理架构,监测对象可以广泛分布于全国范围,为其他监测平台构建提供了良好的示范和借鉴。     

车轮六维力智能传感器设计

本文分析了车轮六维力测量的特点，设计了一种基于SOC和无线传输的车轮六维力智能传感器。采用SOC技术将信号调理和数据采集与敏感弹性元件置于一体，在旋转的车轮上完成了车轮六维力信号的智能化采集；采用无线数字传输技术实现了测量数据的非接触传输。本系统为汽车道路试验系统的车轮力测试提供了一种通用性的方案。     

桥梁动态智能管养系统设计初探

利用现有桥梁管养信息系统进行升级,将原有的被动静态储存式管养系统,转变为动态智能化管养系统,从总体思路、模块构件、内核分析几方面展开论述。     

基于智能客户端的桥梁管理系统

根据我国桥梁的运营现状和管理上的需求,对基于智能客户端的桥梁管理系统进行了目标及基本架构分析,基于Smart Client网络架构及Dotnet2.0架构,应用面向对象的编程技术开发了桥梁巡检评估维修管理信息系统BirMMS.文中从智能客户端网络支持、中心数据库的设计及数据间的关系、项目级和路网级桥梁管理的角度介绍了各子系统的模型设计.应用了数据挖掘及人工智能等技术进行优化决策分析.经某高速公路上3座特大桥的实际管理验证,系统能够使桥梁养护工作系统化、程序化,并能合理地分配维修资金.     

基于计算机视觉技术的桥梁管养应用综述

计算机视觉技术能够简化工作,提高效率,在工业、检测等各种领域得到广泛的应用。桥梁作为交通系统的重要组成部分,其运营养护至关重要。结合大数据建立完善的智能化桥梁管养体系具有长远意义。首先简要介绍了桥梁管养技术发展所面临的问题与应用现状,然后详细介绍了计算机视觉技术在桥梁管养中的研究与应用情况,最后总结和展望了基于计算机视觉的桥梁管养应用中存在的问题及其研究趋势和应用前景。     

基于MAS的大型智能桥梁健康监测系统开发与应用

在分析桥梁健康监测系统功能和特点的基础上,针对现有桥梁健康监测系统监测、诊断与评估、控制与维护管理等功能模块间缺乏足够信息交流和协作以及现有监测系统智能化程度不高的问题,在桥梁健康监测引入多智能体进行了研究,提出了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统模型,设计了基于多智能体的智能桥梁健康监测系统软件体系结构,并介绍了基于多智能体技术构建的监测、诊断与评估、控制与维护管理集成的智能桥梁健康监测系统的实现。应用结果表明,基于多智能体的智能桥梁健康监测系统能有效改善监测、诊断与评估、控制与维护管理之间的隔离状况,提高系统的综合性能。     

基于ASP.NET的大跨度斜拉桥管养系统

针对桥梁传统养护方式存在的问题,以泸州泰安长江大桥为例,提出了融合人工管养和健康监测系统的新管养方式。采用支持网络的B/S架构、ASP.NET技术、SQL Server数据库、C#语言开发了大跨度斜拉桥管养系统。从开发目标、架构设计、数据库设计、功能设计、关键技术方面介绍了该系统的设计。经泸州泰安长江大桥的实际管养验证,该系统能很好地辅助桥梁工程师完成检查任务下达、检查数据存储、桥梁技术状况评估等一系列的管养任务。     

我国公路桥梁养护管理系统发展及展望

为促进我国公路桥梁管养智慧化转型,提高管养效率,综述了我国公路桥梁养护管理系统的研究历程与发展趋势。围绕桥梁养护管理系统发展的3个阶段：无纸信息化的桥梁数据库信息管理阶段,改善状态评估与决策方法的桥梁技术状态评估及维护决策阶段,融合可视化、巡检终端及健康监测系统等手段的桥梁高效化管理阶段,总结各阶段系统功能模块与特点、主要解决的问题及存在的弊端;结合当前桥梁智慧管养方面的研究热点,探讨与展望了以减少人为干预、实现经济高效养护为目标的公路桥梁智慧养护管理系统发展方向。结果表明：当代公路桥梁养护管理系统已基本满足桥梁管养部门的精细化管理需求,但仍存在智慧化程度不足、资源配置合理化欠缺等问题,而融合了智慧感知、智慧判别与决策、多源信息融合手段的桥梁智慧管养系统,将通过多种智能技术感知桥梁多源信息,采用大数据分析与挖掘方法评估桥梁状态,指导管理者实现经济高效的管养决策,达到公路桥梁智慧化养护目的。     

桑园子斜拉桥结构健康监测技术

桥梁健康监测在最大程度上利用预埋传感器,节约监测成本,同时布置其他监测设备,监测结构响应情况,对存在的潜在威胁及时预警,消除在萌芽状态。桥梁健康监测系统基于大数据分析概念而开发,在分布式技术、云数据库技术、云计算模式的支持下将对"量大、多样、高复杂度"的结构化和非结构化数据进行提取、存储、管理、分析,获取结构的综合状态数据,对结构的使用性能和风险控制进行智能化管理,提供准确的管养决策支持。     

特长隧道智能配电系统设计与应用

隧道智能配电系统是高速公路智能交通系统的重要组成部分,安全可靠的配电系统是保证隧道安全营运的基础。在调研市场上可以实现应用的智能化硬件产品的基础上,以施耐德电气的智能配电系统在G98环岛高速三亚崖州湾隧道工程中的应用为例,通过分析隧道传统配电系统存在的问题,结合隧道日常管理与运营维护的实际特点,对智能配电系统的总体架构进行阐述,探讨在工程上如何构建智能配电系统,实现运维管理的智能化,最优化,保障隧道平安、高效、持续健康发展。     

基于BIM的桥梁全生命期管理技术及应用研究

针对桥梁设计、施工和运维管养不同阶段信息转移遗漏和难以共享的问题,以武汉青山长江公路大桥为背景,综合运用物联网、大数据、云计算、无人机倾斜摄影等新兴信息技术构建基于BIM的全生命期信息管理平台,平台包括电脑端的WEB应用系统、智慧沙盘和移动智能终端APP 3种可视化交互方式。设计阶段,对全线桥梁进行参数化BIM建模,并建立桥梁周边环境三维实景模型,在BIM中集成桥梁结构分析结果数据。施工阶段通过统一的构件编码串接项目信息、施工进度、质量安全、人员物资机械、施工监控等信息,实现各方的协同管理。运维管养阶段,在BIM模型上集成了设计、施工阶段与运维管养相关的关键信息,对健康监测和巡检管养实现三维可视化管理。     

港珠澳大桥无人船水下综合检测系统研究

港珠澳大桥桥长22.36 km,水下服役环境复杂，为提高对大桥水下结构设施服役状态的检测能力，设计无人船水下综合检测系统。研发智能化无人船平台、水下机器人系统、水下地形地层检测设备、船/岸异构无线通信系统、多源数据融合及三维可视化系统等关键模块。应用无人船水下综合检测系统在大桥处开展水下检测工程实践，获取水下结构关键部位表观状况、桥墩承台外形特征和周边冲刷情况、人工岛斜坡堤结构及周边冲刷情况、隧道顶部回淤状态等信息。检测结果表明：该系统安全、可靠、高效，实质性提高了跨海集群设施水下维养检测水平，解决了目前跨海集群设施水下检测手段单一，检测数据独立，可追溯性、交互性差等问题。     

中小跨径桥梁养护管理系统研究及开发

为了实现桥梁管养的信息化、智能化、标准化、科学化和一体化,通过中小跨径桥梁养护管理系统的研究与开发,实现对桥梁的静态、动态数据进行全面管理,提高工作效率,切实解决目前海量养护数据难以利用的问题,辅助管理者进行桥梁养护管理,促进桥梁养护管理水平的提升。     

基于Drools的路面智能养护系统的研究与实现

传统的路面信息管理与决策系统将业务逻辑直接编写在应用程序代码之中。当业务逻辑发生变化时,系统的更新要花费很大的代价。介绍了一种采用基于Drools规则引擎的路面智能养护系统,通过建立系统的功能架构、物理架构和技术架构,设计了后台的逻辑结构、处理流程和数据模型以及前台的主要页面,以解决传统信息管理系统中业务逻辑与应用程序高度耦合的问题,实现公路养护的智能决策。     

国家干线公路网监测与应急体系总体架构顶层设计

针对国家干线公路网监测与应急管理信息化建设协同性不高,信息共享、数据运用能力不足等问题,基于国外电子政务架构应用经验与我国业务现状分析,运用国际通行的企业架构理论,研究设计路网监测与应急体系的总体架构,包括业务架构、应用架构、数据架构、技术架构。路网监测与应急体系各个层次、构成关系的厘清,将为我国各级路网管理部门共同构建行业上下贯通、横向充分衔接、技术先进实用的全国路网监测与应急信息化体系提供技术指南。     

基于大数据技术的公路桥梁全寿命周期管理

公路桥梁设计、施工、维护过程中产生了海量结构化和非结构化数据,传统的关系型数据库已无法存储和处理。应用大数据技术,实现公路桥梁全寿命周期的数据存储和分析,围绕提高桥梁设计交互水平、合理控制工期、科学投资决策、桥梁状态管养和延长桥梁服役时间等,给出了各阶段大数据应用的若干构想和展望,为公路桥梁开展大数据应用提供参考。     

隧道掘进机工程大数据管理平台关键技术及应用研究

为解决目前大多数信息化管理平台兼容性及扩展性不强、功能单一,满足不了当前工程管理需求的问题,从高质量的大数据管理平台架构、兼容性强的数据采集、扩展性强的分布式存储3个方面进行平台建设关键技术研究。采用分布式HBase列存储数据库和高性能Spark内存计算引擎,创建行业Hadoop集群生态架构,设计一种多协议、多通道且兼容性强的数据采集系统,为隧道掘进机大数据平台的采集、存储、搭建等提供技术支撑。建立集智能监测、综合分析、协同管理、大数据应用功能于一体的隧道掘进机工程大数据管理平台,从管理和技术层面为类似的大数据平台设计开发提供参考,提升隧道掘进机施工效率,提高智能化管理水平。