“AI衛(wèi)士”全時在崗，守護青島座座橋梁

青島擁有2231公里的普通國省道和1008座國省干線公路橋梁，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)護對運行安全也至關(guān)重要。市公路中心順應(yīng)技術(shù)變革趨勢，將人工智能、數(shù)字賦能與新型檢測技術(shù)深度融合，做細(xì)管養(yǎng)“顆粒度”，提高國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)濟發(fā)展提供了有力支撐。

橋梁安全監(jiān)測：

“感知—認(rèn)知—預(yù)警—決策”

作為公路工程中的關(guān)鍵節(jié)點，橋梁是交通網(wǎng)絡(luò)的“鋼鐵脊梁”。近年來，隨著公路交通流量持續(xù)增長，橋梁結(jié)構(gòu)安全面臨更大壓力，傳統(tǒng)監(jiān)測手段已難以滿足現(xiàn)代橋梁對“全時全域全知”安全監(jiān)測的需求。另一方面，青島作為北方沿海開放城市，面對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，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)測情況。

2024年12月，G228丹東線白沙河特大橋、羊毛溝大橋、藍岸北橋、青蘭高速跨線橋等4座位于青島的橋梁被交通運輸部納入全國在役公路橋梁群輕量化結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)試點。橋梁輕量化監(jiān)測技術(shù)以設(shè)備輕量化、架構(gòu)簡化、部署便捷、運維高效為特點，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、水位觀測及AI識別、告警、抓拍等多類智能設(shè)備，可監(jiān)測到低至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，實現(xiàn)毫秒級風(fēng)險識別和提前告警攔阻，大幅縮短應(yīng)急響應(yīng)時間，有效降低災(zāi)害損失，為橋梁安全監(jiān)測開啟“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。通過橋梁群監(jiān)測系統(tǒng)，一張看不見的智能守護網(wǎng)正不舍晝夜地護航著它的安全——

橋上，車流快速駛過；橋梁底部，一個體型不大的“鐵盒子”——光電撓度儀和8個位移傳感器24小時“在崗”。“這個設(shè)備可以實時監(jiān)測橋梁的豎向位移（下?lián)隙龋瑧?yīng)變計監(jiān)測主梁的應(yīng)力變化。通過多參數(shù)聯(lián)動模型，綜合分析撓度、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷是否為危險的重載車輛。一旦超限，系統(tǒng)自動報警。”市公路中心橋梁工程師黃琦告訴記者，報警時，系統(tǒng)可聯(lián)動攝像頭對嫌疑車輛進行抓拍取證。監(jiān)測平臺可據(jù)此通知前方治超站進行攔截處理，并對橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行事后分析，評估是否造成損傷。

傳統(tǒng)養(yǎng)護模式下，養(yǎng)護人員主要依靠目視巡檢和經(jīng)驗監(jiān)測橋梁安全技術(shù)狀況，承擔(dān)著“巡診醫(yī)生”的角色。這套系統(tǒng)應(yīng)用后，就像一個經(jīng)驗豐富的“橋梁醫(yī)生”和“交通疏導(dǎo)”的結(jié)合體，能通過多種儀器精準(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)報告進行“精準(zhǔn)手術(shù)”的現(xiàn)代醫(yī)師，實現(xiàn)了由人防到技防的智慧化升級，這是傳統(tǒng)養(yǎng)護方式無法企及的。

“十四五”時期以來，市公路中心還引入無人機、無人船、水下蛙人、爬行機器人、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)測體系，多維度保障橋梁運行安全。通過精細(xì)化管理和科技賦能，2025年度青島國省道干線公路橋梁技術(shù)狀況1類、2類比例達到100%，超額完成《“十四五”公路養(yǎng)護管理發(fā)展綱要》目標(biāo)。

公路邊坡監(jiān)測：

“全場景、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)險重點防范點位。

振動加速度計、傾角計、裂縫計、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“全場景、輕量化、高精度”邊坡監(jiān)測方案，實現(xiàn)公路邊坡風(fēng)險從被動應(yīng)對到主動防控、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。

通過部署智能傳感終端，形成了對泥石流、落石、滑移等風(fēng)險的早期識別能力，能夠在災(zāi)害發(fā)生前數(shù)小時乃至數(shù)天，識別出邊坡微小變形、土體含水率異常、裂縫擴展等早期風(fēng)險跡象。一旦監(jiān)測參數(shù)觸發(fā)閾值，現(xiàn)場爆閃燈、高音喇叭、警示文字屏將實現(xiàn)毫秒級聯(lián)動，確保通行車輛能在第一時間獲得直觀警示，為避險爭取寶貴時間，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)測算，系統(tǒng)應(yīng)用后，預(yù)警信息平均響應(yīng)時間可縮短至10—15分鐘以內(nèi)（傳統(tǒng)模式需1至2小時），高風(fēng)險路段人員誤入率可下降80%至95%（通過智能攔阻設(shè)備實現(xiàn)），邊坡災(zāi)害引發(fā)的交通中斷時間可減少70%至85%。

市公路中心高級工程師趙寧介紹，對邊坡不同發(fā)展階段的風(fēng)險，設(shè)置了精細(xì)化的應(yīng)對場景。以突發(fā)落石為例：振動加速度計感知到落石撞擊被動防護網(wǎng)產(chǎn)生的劇烈振動。同時，AI視頻監(jiān)控通過圖像識別算法，也同步“看到”了落石。系統(tǒng)綜合分析振動數(shù)據(jù)和視頻畫面，瞬間確認(rèn)落石事件。幾乎在同時（近乎無延遲），通過LoRa（遠距離無線電）網(wǎng)絡(luò)啟動現(xiàn)場最近的爆閃警示裝置。裝置立即開啟紅藍爆閃、喇叭鳴響、屏幕顯示“落石危險”，提醒后方車輛緊急避讓。監(jiān)測平臺收到報警后，立即調(diào)度養(yǎng)護人員前往現(xiàn)場，清理路面落石，檢查防護網(wǎng)損壞情況，并視情進行臨時安全圍護。

趙寧表示，這個系統(tǒng)既能像“哨兵”一樣對突發(fā)落石做出秒級反應(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，實現(xiàn)“快速反應(yīng)”與“提早預(yù)防”相結(jié)合，將風(fēng)險控制在萌芽狀態(tài)。