星期五   2024年04月19日 桥梁数字报 要闻

用科技慧眼 筑安全之基

——大桥工地智能应急管理探索实践小记

来源:    作者:本报记者 王小梅 通讯员 白红丽 于淼 张璞 夏家胜 尹红军

海上大桥施工现场,过往船只靠近电子围栏警戒线,主动防撞预警系统立刻提示人工干预,提醒船只驶离施工区域;

栈桥施工平台,车辆超速驶过,安全智能监测系统立即感应,管理人员实时收到超速信息;

高速公路建设工地,无人机从高空平稳穿过,护栏错位、路面裂缝处等信息随即被后台精准“锁定”。

……

从跨海桥到山区桥,从水上到高空,从机械设备到施工人员,智能化应急预警处理已成为建桥工地施工管理工作的重要一部分。

强化科技创新、赋能新质生产力,大桥人不断尝试探索,强化应急管理技术支撑,配备智能化应急预警处理系统,全面排查风险、精准锁定风险、高效化解风险,把好大桥安全管理之脉,筑牢大桥安全之基。


智能“交警”指挥水上交通

“荣宁182,你有搁浅风险,请马上驶入安全区域。”

4月11日下午6点,通苏嘉甬杭州湾跨海铁路大桥海上数字信息调度指挥中心,项目部信息化专员、桥梁工程师徐联祥紧盯着大屏幕,根据海上施工调度数字化预警系统给出的警告,快速按下对讲机,第一时间向相关船只发出指令。

跟随徐联祥的视线,记者看到,调度中心的屏幕上,20余艘船舶正有序行驶在施工水域,海上施工实时画面也清晰可见。工作人员进一步操作后,杭州湾区域水文气象、船舶位置、各工点施工状况等更详细的信息也一一展现。

海上施工调度数字化预警系统这一智慧大脑,是如何准确识别信息,并预测到船只有搁浅风险的呢?

徐连祥解释,杭州湾是世界三大强潮海湾之一,受外宽内窄喇叭口的影响,潮差最大可达9米,低潮位时最低水位仅有1到3米,而项目部的施工船舶都属于中大型船舶,吃水深。低潮位时,这些船舶就存在搁浅风险。为保障海上施工安全,项目部便建立了海上数字信息调度指挥中心,搭建了海上施工调度数字化预警系统。

“我们以现有的导航图、潮汐表,船舶定位等数据源为基础,通过船舶可视化管理、船舶防搁浅智能预警、应急管理体系、水文气象台风预警、人员可视化与网格化管理,结合实时潮位、预计潮位、船舶吃水深度等数据,来综合判断船舶是否存在搁浅风险,做到智慧化防搁浅,保障海上施工的安全性。”徐联祥进一步解释。

不止智慧化防搁浅系统,海上数字信息调度指挥中心还针对目前项目部正在进行的基础施工、临水临边作业点多的特点,为施工人员配备了100余套人员落水报警系统,以及5艘应急救援船舶,最大程度保障水上作业人员安全。

除了杭州湾跨海铁路大桥,海上智慧预警系统也在为正在进行架梁作业施工的黄茅海跨海通道保驾护航。

黄茅海跨海通道项目部于2021年5月建设了水上防撞预警系统,分别在水上栈桥平台上下游设置3道电子围栏警戒线,如有船舶实际偏航,即触发紧急告警通知,人工干预提醒闯入禁区的船舶,确保临近航道施工安全可控。

截至4月中旬,黄茅海跨海通道水上防撞预警系统已安全运行 1080天。


“大桥卫士”守护施工平台

在沪渝蓉高铁5标项目部,管理人员手机里都置顶了一个名叫“智能建造与智慧工地”的微信公众号。点开公众号“项目管理”一栏,关于项目水文气象、围堰监测、承台温控等施工情况实时显现,同时针对项目具体工点的施工计划,平台提供的相关安全预警也可以查看。

据中铁桥研科技桥梁大数据中心研究中心副主任王伟介绍,针对桥位水文地质条件,项目于2023年水上施工平台建成之际,就在平台上安装了安全智能监测系统,通过在相关部位安装物联网传感器、全站仪机器人等方式,对桥址的潮汐变化、流水对栈桥钢管桩的冲刷,以及栈桥沉降、行驶车速等情况进行监测,对相关安全风险提前预报,为后续应急处理提供依据。

具体操作起来,这个安全智能监测系统应用效果如何呢?

“这个智能系统是我们做好安全管控工作非常得力的助手。”项目部安全总监胡海波通过具体案例,向记者讲述了平台如何发挥实效。

比如,常规栈桥沉降及冲刷往往涉及百来个测量点,靠人工测量,一天都测不完,智能检测系统两分钟就能搞定,不仅准确率更高,还从源头上规避了人员实测的安全风险。

再比如,针对栈桥上行车超速问题,系统可以做到准确监测实时预警,再结合项目部有力的通报及处罚措施,从根本上解决了行车超速问题,保障了栈桥与行车安全问题。

2023年8月的一天,负责该平台运维的中铁桥研科技公司桥梁大数据研究中心工程师陈留剑发现,系统监测到大桥非通航孔桥8号墩钢板桩围堰水流冲刷数据出现异常。“我们在将这一情况向项目部反馈后,立即进行了复测,并召集设计分公司相关人员一起讨论,发现由于钢板桩插打前后的水流状态不一样,8号墩受冲刷情况也改变了。针对最新的钢板桩水流冲刷值,项目部立即采取在8号墩钢围堰附近抛石处理的方式,减小水流的冲刷,对围堰产生保护作用,从而保障了后续施工的安全。”陈留剑说。

除了水上平台安全智能监测系统,项目部还分别针对水上和岸上不同施工点、大型设备等配备了智能视频分析系统,对危险事件进行智能识别、抓拍与预警,为大桥建设保驾护航。


“千里眼”巡视工地

3月25日下午3点,长深高速改扩建项目施工现场上空,一台台无人机如同长鹰一般,依次平稳穿过线路高空,通过机身携带的摄像头,敏锐捕捉沿线的护栏错位、路面裂缝以及车辆行驶状况等路面影像。

在飞行了20分钟后,无人机队自动停落沿线布置的无人机机库,自主使用其内置的机械臂更换电池。3分钟后,无人机队再次起飞,完成后续“侦查”任务。

用时半小时,3点30分,无人机队完成全线116.6公里路段巡检工作。

这一由22艘无人机组成的空中巡检机队,被项目部形象地称之为“飞行工人”。

谈及项目引进“飞行工人”的初衷,长深高速公路改扩建项目部安全总监周强波解释,因项目涉及通行道路和拼宽路段的交通、施工组织,道路安全管控是日常施工生产管理的一项重点工作。而实地巡查或人工操控无人机巡查方式,易受地形环境、昼夜环境变化等因素影响,效率不够高,且容易造成信息遗漏。

为此,项目部通过不断尝试,向无人机植入自主研发的AI系统和智能算法,并为其设定好路线程序,无人机即可在管辖范围开展路面巡航,按照指令完成相关工作。

“相比人工判断,AI无人机可以逐个识别像素监测图像,几乎不会遗漏任何信息。即使在夜晚,利用自身适配的红外夜视、热成像等技术,AI无人机也能实时出勤,事件识别率更精确,巡查的效率和质量大大提高,安全管理科技化水平提升了不少。”周强波说。

与此同时,AI无人机获取的实景可与旧路模型进行智能对比,从而快速统计出现场进度,为项目部合理安排工期、把控施工质量也提供了数据支撑。

无独有偶,津维高铁东营黄河桥项目部也同样引进了无人机对施工区域进行智能巡检、实时监控。

“主塔施工临边防护是我们安全管控的重点。无人机除了每天全线航拍一次之外,每天上午和下午还专门针对主塔施工进行定点拍摄,尤其是针对高空临边防护,安全帽、安全带以及反光衣穿戴的不合规行为,及时抓拍及时提醒,保障了高空作业人员安全。”负责无人机操作管理的项目部工程师张飞翔介绍说。