就在舉國歡慶勞動節之時，虎門大橋“虎軀一震”給全國人民來了個“深呼吸”。

作為廣深珠高速公路網的主要組成部分，虎門大橋是廣東沿海地區重要的交通樞紐，始建於1992年，1997年通車至今，大橋一直都十分平穩。

但是在5月5日下午，虎門大橋發生異常抖動，甚至在今日凌晨都有振動。出現該情況後，國內相關領域專家奔赴現場進行勘察，給出了目前最可信度最高的說法，初步認定此次虎門大橋的振動主要是因為沿橋跨邊護欄連續設定水馬（擋牆），破壞了大橋的斷面流線型，在特定風環境條件下，產生了橋樑渦振現象。

幸運的是，專家組表示虎門大橋屬於懸索橋，結構安全可靠，不會影響虎門大橋後續使用的結構安全和耐久性。

但是，並不是所有的橋樑公路等基建在對抗外力的情況下都那麼幸運。關於大橋因外力坍塌最著名的例子是1940年塔科馬海峽大橋，同樣是懸索橋，但是在通車4個月後，突然被微風摧毀。回到國內，去年10月臺灣省宜蘭縣21年橋齡的南方澳跨港大橋和無錫高架橋皆因外力發生結構型橋樑垮塌。

由於近幾年中國重型汽車數量等帶來的交通壓力越來越大，同時惡劣天氣帶來的腐蝕性也越來越高，對於有一定使用年代的橋樑和基建結構產生了不小的負面影響。所以，橋樑的健康檢測、結構安全評估以及損耗監測等顯得尤為重要。

實際上，虎門大橋作為重要的交通樞紐，其實是有一套監測系統的。根據論文顯示，虎門大橋在設計之初就加入了GPS位移、應變實時、長期形變、超限超載等監測系統，通過這些系統的作用，實時獲取橋樑在各種情況下的受力、工作狀態，以及抗風和抗震等結構引數，實現對橋樑的安全監測。

從虎門大橋監測系統的表現來看，融入物聯網的基建監測系統未來的市場將會加速擴大。根據資料顯示，國內目前鐵路營運里程12.9萬公里，橋樑20萬座；公路總里程14.26萬公里，82.55萬座橋樑；還有一些2萬餘座水電站、200多個機場等大型公共基礎設施。在這些大型基建裡面，並不是所有的設施都有完整的安全監測系統，同時，在新基建的加持下，相關監測系統的需求和市場只會大幅增加。

事實上，早已經有類似的解決方案在上海、武漢等地施行，物聯網技術在結構監測領域的應用案例也屢見不鮮。

具體來說，打造一個完整的物聯網監測系統閉環包括資料採集、資料傳輸、資料中臺以及應用端。資料採集包括智慧感測器、感測網和巡檢終端等；資料傳輸包括LoRa、NB-IoT等；資料中臺包括資料管理、分析以及視覺化平臺；應用層則對應了各類基建設施，對於安全性需求較高的領域，例如軌道交通、能源行業等等。

（圖片來源：源清慧虹）

橋樑是連線現代交通的“咽喉”，然而其一旦建成投入使用後，就會進入不斷退化、老化的階段。

港珠澳大橋

近些年，一些列的橋樑損害甚至坍塌事故，都在提醒我們必須高度重視橋樑的健康檢測與安全評估，及危橋的損傷檢測和監控，爭取消除隱患。所以對橋樑健康狀況進行監測和評價，掌握其健康狀況是有非常重要的意義。橋樑結構的監測也就成為橋樑結構安全養護和保障正常使用的主要技術手段。

顯然，監測的過程僅靠人力是不可能的——費時費力費成本不說，還無法做到監測的實時性，像上文中提及的“南方澳大橋21年未做獨立檢測”的現象絕非個例。因此，物聯網技術在遠端橋樑結構健康監測中，成為一個不可缺少的重要環節。

在小編看來，物聯網技術應用於橋樑監測主要體現在兩個方面：

01、應對貨車超載

在高架橋兩端加裝路面壓力感測器，通過物聯網進行車輛載重和型別識別，和攝像頭聯接獲取違規車輛的車牌資訊，在進行分級實時告警的同時，還可以統計路面總體載荷。

案例：

目前，交通設施智慧管理平臺已在上海投入試運營。今後超載貨運車一旦違規駛上高架橋樑，橋上埋設的線圈會自動感知微小受力變化，同步向智慧管理平臺報警。據相關工程技術專家介紹，以前高架橋樑對重車的監控大都是人工觀察，今後可以通過在道路內植入帶有訊號發射功能的感測器，實時監測每一座設施的荷載和運作狀況。

一旦有超過該橋樑負荷的卡車出現，感測器能及時感應並向監控平臺自動報警，工作人員上報資訊，由執法者對違規卡車進行及時處理。目前，這項技術已經在松江辰塔大橋試運作。

02、對橋樑健康狀況進行日常監測

在大橋中植入若干個不同種類的感測裝置，另設立彙集節點/閘道器和實時監測平臺，利用低功耗廣域網等技術無線傳輸監測資料併發送資料至彙集節點，再將資料傳入平臺層進行儲存、處理與分析，並根據分析結果及時採取應對措施，比如當橋樑極限承載力損失嚴重時，考慮將其拆除。

案例：

在武漢市，中鐵大橋科學研究院的技術人員為42座橋樑安裝15種、共1929個感測器，硬體裝置更是達到了25類、共3053套。技術人員將通過這些感測器和硬體裝置對橋樑的結構安全（即應變、裂縫、位移、撓度、傾角、溫溼度）、車輛荷載（即車型、車速、車重、軸重、車長）、獨柱墩匝道傾覆及滑移（即應變、位移、傾角）、沉降及橋面線形（即撓度、GPS）等關鍵引數進行監測。

橋樑的結構狀況、基礎沉降、車輛監測抓拍等各種監測資料將實時地通過網際網路儲存至雲端計算資料中心伺服器中，從而實現“一橋一檔”電子化戶籍式管理。

其次，技術人員還會到現場對橋樑外觀進行檢查，並將檢查結果通過手機APP上傳。各級管理人員或技術人員可以通過任何一臺電腦的瀏覽器或手機APP進行登入訪問，實時掌握這42座橋樑的健康狀況，有助於技術人員及時處理突發事件、及時修復病害橋樑、確保橋樑運營安全。

另外，“智慧橋樑”系統還能自動生成維修建議，並通過查閱系統中的監控視訊、檢測資料，為事後追溯、索賠提供依據。

當然，不只是橋樑，隨著中國大規模基礎建設浪潮的漸漸消退，隧道、樓宇、軌道等各種結構物都開始進入長期的運營使用階段。但是，在各種自然界的不確定外力載入下，以及經濟發展的需求，致使各種結構物超載疲勞運營現象普遍出現。

然而，前期的設計、施工並不能確定結構物是否正常運營，必將需要一種更實時、快捷的方式對運營狀態進行全面的精細化監測，尤其是對已經服役多年的老舊結構物。

中國結構監測的市場剛剛起步，結合著物聯網，智慧城市的發展，未來五年內會滋生出數十億的市場份額，同時隨著現有建築物的逐步老化，市場還會越來越大。鑑於感測器的生命週期一般為8年左右，所以也是一個無限迴圈的市場。如果新建築物在施工階段就採用物聯網結構監測方案，那麼整個市場無疑會擴大很多。

例如，一座普通200米左右橋樑監測費用10萬左右，每公里隧道監測費用5萬左右，每公里地鐵監測費用5萬左右，一座體育場館監測費用100萬左右，高層建築監測費用30萬左右。

據統計，截止2015年，國內現有大小橋樑70多萬座，隧道8000多座（總長度4000多公里），地鐵總長度超過3000公里，大型體育場館上千座，老舊建築，高層建築數量龐大，未來都有實時線上監測預警的需求。

同時日益增多的地質災害也是一個龐大的監測市場。猶記得2018年5月9日，成都高新區聯合成都高新減災研究所，在成都高新區60個社群啟用地震預警“大喇叭”，通過社群廣播、手機、電視等多途徑，在地震波到達前提前預警，為民眾避險爭取寶貴時間。

在虎門大橋“深呼吸”的同時，我們看到了物聯網監測系統在舊基建中承擔的安全責任和擔當。同時，我們也應當看到在新舊基建需求同時增加後，物聯網市場的進一步擴張。