为加强响应“中小桥梁结构监测实现全面覆盖”这一工作方针，中交路桥科技已成功研发并推出一系列面向中小桥梁轻量化监测系统技术。这些创新技术旨在推动中小桥梁健康监测系统的建设进程，为桥梁的安全运营提供坚实保障。

一、 系统亮点

（1）成本更低：通过应用新型专利技术，有效降低了设备本身的成本；采用全桥无线化施工方案，显著减少了安装费用；借助智能化的运行管理手段，进一步压缩了后期的运维开销。

（2）节能高效：前端的数据采集设备及边缘计算单元均采用超低功耗设计，并结合一体化复用和按需触发采集等技术，使得整个系统能够完全依靠太阳能实现全天候不间断工作。

（3）设备精简：利用微光成像、超广视角及亚像素细分等先进技术，单台动态挠度测量设备即可覆盖最大20米的测量宽度，精度达到±0.1mm。这意味着一台设备就能完成单跨桥梁的监测任务，且配套的测量靶标无需额外供电。

（4）架构简洁：通过对网络组网、功能模块、能源供应及处理能力的模块化设计，辅以前端倾斜安装、无线自组网和边缘计算等技术，实现了从前端传感器到后台平台端的整体轻量化。

（5）管理便捷：系统运用了多参数融合报警、实时图像抓拍、前端数据与视频本地存储、AI智能判别、电源智能管理、多网络穿透等多项深度管理技术，极大地简化了日常运维管理的复杂度。

（6）精度可靠：动态挠度在实验室环境下的测量精度可达±0.01mm，实际工程应用中也能保证±0.1mm的精度。

二、 系统功能

（1）能源与通讯：系统设计功耗低，既可接入市电，也支持太阳能实现长期稳定供电。具备有线网络、4G/5G、LoRa等多种无线通讯方式，从而避免了全桥布线和依赖市电的难题。

（2）工作模式：提供连续采集、定时（策略）采集以及触发采集三种灵活的工作模式。

（3）数据采集：能够采集动态挠度、动态应变、静态应变、振动、支座位移、裂缝宽度、索力、倾角、地震动、环境参数等全面的数据。系统还能通过485信号、有线或无线网络集成其他传感器或数据采集装置，且采集频率和参数均可根据需求进行配置。

（4）数据处理：内置野值滤波、滑动平滑等数据预处理算法；包含振动基频提取、动应变温度漂移剔除等专业处理算法；具备基于多参数融合的预警触发、图像抓拍及误报消除算法；拥有基于边缘计算的数据汇聚、处理与评估能力；可选配边缘AI计算功能，如车牌识别、交通异常检测等；支持算法和功能的远程在线更新（OTA）。

（5）数据存储：具备前端本地滚动存储功能（存储周期可配置为1-24个月）；实时监控通讯状态并支持断点续传；允许远程访问和获取本地存储的数据。

（6）数据传输策略：支持全量数据上传；支持定时统计特征值（如最大值、最小值、平均值、变化量等）并上传，上传频率可调；支持阈值触发上传，可设定触发源和阈值，并上传触发前后一段可配置时间内的完整数据。

（7）平台兼容性：兼容MQTT、TCP、UDP、HTTP、SOAP等多种数据通信协议，能对接各类平台；支持多网络链路、多平台同时接入；支持4G/5G/有线等多种链路间的自动切换。

（8）运维管理：提供远程电源管理；支持在复杂网络环境下进行远程设备状态监控；具备在复杂网络环境下进行远程更新、配置和管理的能力。

（9）附加功能：集成GNSS（北斗）定位与校时功能；支持网络NTP校时；提供数据加密算法选项。

三、 系统设计

该中小桥梁轻量化监测系统依托创新型传感器的研发，采用了集成化、汇聚化的无缝融合技术，打造出一系列可灵活组合配置的新型监测产品。

1、设计核心理念

（1）模块化：将组网、功能、能源、处理能力均模块化，把中小桥梁所需的全参数采集分解为可灵活组合的功能模块，实现按需配置、无缝扩展和便捷升级。

（2）全桥无线化：实现通讯与能源的全无线覆盖，包括全桥太阳能供电、窄带/宽带自组网、4G/5G以及有线网络的融合组网。

（3）超低功耗：根据监测参数特性，将系统划分为高速域和低速域，运用低功耗嵌入式技术，通过CPU主频自适应、纳瓦级功耗控制及策略采样算法，确保整体功耗极低。

（4）创新传感器：动态挠度传感器采用自主研发的微光视觉技术，不仅降低功耗，也大幅减少了施工和运维成本（拥有自主专利）；其超宽测量范围使得在±0.1mm精度下，单台设备即可完成整桥动态挠度监测。

（5）边缘智能评估：内置基于AI的前端报警自主分析系统，提供便捷的二次开发接口，支持灵活的远程算法更新与加载，兼容跨平台开发与部署。

（6）智慧运维：运用多网域穿透技术和基于传感器级别的远程管理，实现“一点接入，全网管理”，显著降低运维成本。

（7）高效存储：通过自研的扁平化二元总线与分布式智能硬盘技术，单台服务器能达到每秒处理、存储、分析、查询50万条数据的业界领先水平。

（8）便捷接入：支持多平台一键式并行接入。

2、供电与通讯方案

（1）供电：根据现场条件，可选市电或太阳能供电。太阳能方案可保障全天候不间断运行。

（2）通讯：可选有线专网、有线互联网或4G/5G无线通讯，也可组合多种模式进行多链路并行传输，向不同平台发送数据。

（3）通讯保障：采用前端存储与断点续传技术，确保在通讯条件不佳时数据传输的稳定性。

（4）协议兼容：适配所有传感器和主流平台的通讯协议。

（5）数据安全：数据传输可选择不加密，或采用DES、AES等加密方式。

四、运行管理

考虑到中小桥梁健康监测点多面广的特性，传感器的管理将是巨大挑战，智能运维成为必然选择。该系统正是基于多网域穿透技术，实现了对前端设备的深度管理，从而大幅减轻了运行管理的压力。

中交路桥科技依托勘察、检测（含特检）、设计等传统行业能力，可提供“检、诊、修、应”的全生命周期综合一体化服务，推动城市安全风险管理技术创新、模式创新、应用创新，提升城市安全运行风险隐患发现、防范、化解、管控的智能化水平，为推动城市安全发展提供坚实保障。在迈向智慧城市的新时代征程中，中交路桥科技有限公司将始终坚守安全底线，不断完善和优化城市安全运行综合服务平台，为城市的平稳运行贡献科技力量。