近年來,國內多所高等院校和科研院所相繼投入到大型橋梁健康監測系統的研究行列,發展了相關理論并取得了一定的應用成果。未來大型橋梁健康監測系統的發展方向將主要集中在傳感器的優化布設,自動監測的智能控制、實時監測信息的網絡共享、損傷識別的自動診斷、橋梁承載
我國橋梁健康監測系統應用起步于上世紀90年代,歷經20余年技術和理論發展,目前正進入一個全新的時期。從上世紀90年代末的探索階段到2005年后開始的大規模建設階段,不同時期健康監測系統行業所關注的重點和發展特征均不同。
隨著物聯網、大數據、智慧城市的不斷深入發展,對橋梁的健康安全監測、重要結構部位的養護,都已離不開對傳感器的應用。一些可靠、精確和便宜的新型傳感器的開發和應用(如壓力傳感器、位移測量傳感器、應變測量傳感器、振動測量傳感器等),有力推動了橋梁健康安全監測智慧化的發展。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國橋梁健康監測系統行業發展分析與投資研究咨詢報告》顯示:
橋梁健康監測的基本內涵即是通過對橋梁結構狀況的監控與評估,為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況異常嚴重時發出預警信號,為橋梁的維護維修和管理決策提供依據與指導。為了實現各階段橋梁生命線狀態的可知性、可測性,及時了解、掌握橋梁的健康動態與安全狀態,驗證設計理論并指導后續同類型橋梁的設計,對其建立一個科學的運營期健康與安全監測系統顯得尤為重要。
健康監測系統的主要任務是:通過傳感手段獲知橋梁壽命周期內結構的輸入、本體及各種響應數據,在必要的數據積累上,通過數據清洗和結合時空多尺度的結構性能評價方法,實現結構壽命周期內大量的慢變量、適度的中變量及少量的快變量的因果映射和規律捕捉,進而實現有針對性地管養決策。因此,傳感系統的壽命及布點方式、監測數據的挖掘方法與效率,以及數據規律與結構性態評價的關系模型等,均是健康監測目標能否達到的關鍵因素。
橋梁結構監測系統實現不同形式的物理量(如位移、應變、溫度、振動加速度)的數字化自動采集數據處理與傳輸系統對測量結果進行預處理(如數據換算、主應變計算等)后通過無線傳輸至監控中心的系統工作站。根據各項監測項目的特點,對不同類型的數據科學分類和統計分析,實現數字化、圖表化自動查詢。根據橋梁結構控制截面的設計計算值、驗收荷載試驗結果及歷史監控數據極值等確定橋梁結構佳特征參數在不同服務水準下的正常使用控制值和極限值,并將實時監控數據比較,實現對橋梁結構監控。
在國內外,結構健康監測系統已有較多的應用,除應用于大跨橋外,甚至已經開始應用到高層復雜建筑的監測中。例如國內的明石海峽大橋,它需要監測其基本結構特性,即在正常狀態中溫度和其他條件變化時橋梁的行為,同時在觀測中,采用GPS來檢測橋梁和塔的變形;國內的虎門大橋,由于其位于熱帶風暴多發地區,所以對橋梁的安全問題需要特別考慮及重視。
中國在橋梁健康監測領域的研究起步較晚,從20世紀90年代起,陸續在一些大型的控制性橋梁上建立了規模不同的健康監測系統。中國最早是利用施工監控和成橋試驗的傳感器在上海徐浦大橋、江陰長江大橋上建立了監測系統,之后在潤揚長江大橋、東海大橋、蘇通大橋等也設計并建立了橋梁健康監測系統。1997年4月竣工的香港青馬大橋建立了規模較大的橋梁健康監測系統,其硬件設施十分完善,包括傳感器系統、數據采集和傳輸系統、數據存儲管理系統等。其傳感器系統還增設了具備RTK適時動態功能的GPS監測設備。
近年來,國內多所高等院校和科研院所相繼投入到大型橋梁健康監測系統的研究行列,發展了相關理論并取得了一定的應用成果。未來大型橋梁健康監測系統的發展方向將主要集中在傳感器的優化布設,自動監測的智能控制、實時監測信息的網絡共享、損傷識別的自動診斷、橋梁承載能力和結構可靠度分析、橋梁剩余壽命估計等研究方面。
需求市場的穩步增長吸引了眾多企業入局,辰安科技、華測導航、理工光科、恒華科技等上市企業積極參與國內橋梁健康監測系統競爭。在市場需求以及政策的雙重推動下,國內橋梁健康監測系統產量延續增長趨勢。2022年中國橋梁健康監測系統產量從2014年的1110套增長至2970套。據統計,2014年國內橋梁健康監測系統市場規模為13.20億元,2022年國內橋梁健康監測系統產業規模增長至35.29億元。
橋梁健康監測系統能夠實時采集數據并對其進行處理,從而確定結構損傷位置、評價橋梁健康狀況以及預測承載力發展趨勢。其中傳感子系統是監測系統所需的各種傳感器組成的基礎部分。傳感器子系統負責溫度監測、應變監測、裂縫監測、振動監測、撓度監測等。橋梁健康監測系統上游主要是電子元器件、集成電路、光纖光纜、鋼鐵、計算機軟件等,橋梁健康監測系統的下游是橋梁運營管理單位。
本研究咨詢報告由中研普華咨詢公司領銜撰寫,在大量周密的市場調研基礎上,主要依據了國家統計局、國家農業農村部、國家商務部、國家發改委、國務院發展研究中心、中國行業研究網、全國及海外多種相關報刊雜志以及專業研究機構公布和提供的大量資料,對中國橋梁健康監測系統及各子行業的發展狀況、上下游行業發展狀況、競爭替代產品、發展趨勢、新產品與技術等進行了分析,并重點分析了中國行業發展狀況和特點,以及行業將面臨的挑戰、企業的發展策略等。更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國橋梁健康監測系統行業發展分析與投資研究咨詢報告》。
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2022-2027年中國橋梁健康監測系統行業發展分析與投資研究咨詢報告
橋梁結構監測系統實現不同形式的物理量(如位移、應變、溫度、振動加速度)的數字化自動采集數據處理與傳輸系統對測量結果進行預處理(如數據換算、主應變計算等)后通過無線傳輸至監控中心的系...
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