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武(wu)(wu)漢是中國著名的(de)江城，長江漢水交(jiao)匯(hui)把武(wu)(wu)漢市分(fen)割成均衡發展的(de)三鎮，居民生活(huo)(huo)和經濟(ji)活(huo)(huo)動大量(liang)依(yi)賴過(guo)江交通，橋隧等過江通道管理對于保障武漢城市交通有著重要的意義。

多年來，湖北省(sheng)電子科學研究所有限公司針對橋梁的(de)(de)現(xian)代化(hua)管(guan)(guan)理要求(qiu)，在(zai)和用(yong)戶多形式、多渠(qu)道(dao)溝通的(de)(de)基礎上，為(wei)(wei)用(yong)戶提(ti)供了(le)一整套監控(kong)管(guan)(guan)理系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)解決(jue)方案(an)，并參與了(le)武漢多個(ge)橋隧的(de)(de)系統(tong)(tong)(tong)建設。最為(wei)(wei)可貴的(de)(de)是，他們在(zai)這些(xie)橋梁監控(kong)管(guan)(guan)理系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)建設中，根據用(yong)戶實際(ji)需(xu)求(qiu)，研究開發出各種創新產(chan)品(pin)，碩果累累，既掌(zhang)握了(le)承接工程的(de)(de)主動權，又儲備(bei)了(le)進(jin)一步推廣市(shi)場的(de)(de)核心技術。 

一．視頻橋墩防撞系統

07年6月，地(di)處廣東佛山的(de)(de)(de)九江大(da)(da)橋(qiao)(qiao)遭(zao)遇了運沙(sha)船撞(zhuang)橋(qiao)(qiao)致使橋(qiao)(qiao)梁(liang)垮塌、多人(ren)(ren)死亡的(de)(de)(de)惡性(xing)事(shi)故，引起(qi)國家交通(tong)運輸(shu)和(he)(he)(he)安全監察(cha)部(bu)門(men)對橋(qiao)(qiao)梁(liang)防撞(zhuang)的(de)(de)(de)重視。實際上(shang)早在(zai)此前數年，電子科研(yan)(yan)所(suo)研(yan)(yan)發(fa)設計人(ren)(ren)員(yuan)已經(jing)了解到，和(he)(he)(he)世界所(suo)有大(da)(da)型橋(qiao)(qiao)梁(liang)的(de)(de)(de)境(jing)況相(xiang)同，武(wu)漢(han)(han)橋(qiao)(qiao)梁(liang)每年都會遭(zao)遇大(da)(da)大(da)(da)小小的(de)(de)(de)船舶對橋(qiao)(qiao)墩(dun)的(de)(de)(de)碰撞(zhuang)。船只對橋(qiao)(qiao)梁(liang)造成(cheng)的(de)(de)(de)安全威脅一是(shi)缺乏(fa)預測告警手段，預防困難；二是(shi)事(shi)后的(de)(de)(de)取證和(he)(he)(he)撞(zhuang)擊損害(hai)評估缺乏(fa)依據。為(wei)此，我所(suo)協同武(wu)漢(han)(han)橋(qiao)(qiao)管(guan)部(bu)門(men)，分別在(zai)省市級科技管(guan)理部(bu)門(men)申報(bao)了視頻橋(qiao)(qiao)墩(dun)防撞(zhuang)系統的(de)(de)(de)科研(yan)(yan)立項，并開發(fa)出(chu)基于視頻圖(tu)像信息(xi)的(de)(de)(de)橋(qiao)(qiao)墩(dun)防撞(zhuang)預警分析系統。

該系(xi)統通(tong)過對攝(she)像畫面中船(chuan)舶在(zai)江面上(shang)行駛區(qu)域和路(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)分析(xi)，判(pan)斷來(lai)船(chuan)是否(fou)造成對橋(qiao)(qiao)墩(dun)(dun)的(de)(de)(de)威(wei)脅(xie)，在(zai)危險的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)聲光提示監控室(shi)值班人員，用高音喇叭(ba)喊話提醒來(lai)船(chuan)注意，并予以(yi)攝(she)像記錄。項(xiang)目(mu)采用攝(she)象(xiang)測(ce)(ce)量技術、圖像處(chu)理技術、計算機應(ying)用技術，針(zhen)對視(shi)(shi)頻(pin)船(chuan)舶軌跡(ji)探測(ce)(ce)、船(chuan)舶運動參(can)數測(ce)(ce)量等(deng)技術難(nan)題進行攻(gong)關研究，形成可以(yi)實用化(hua)的(de)(de)(de)事前告(gao)警預防、事后定性分析(xi)的(de)(de)(de)視(shi)(shi)頻(pin)橋(qiao)(qiao)墩(dun)(dun)防撞系(xi)統。在(zai)當年(nian)橋(qiao)(qiao)梁管理資金不足的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)，較之動輒上(shang)百萬元的(de)(de)(de)區(qu)域雷達探測(ce)(ce)技術，既(ji)節約了(le)投(tou)入，又保證在(zai)事故(gu)發(fa)生后留有完整的(de)(de)(de)視(shi)(shi)頻(pin)資料(liao)，方便了(le)后期事故(gu)評估、處(chu)理、索賠等(deng)。系(xi)統目(mu)前已運用于長江二橋(qiao)(qiao)和長江三(san)橋(qiao)(qiao)的(de)(de)(de)主(zhu)橋(qiao)(qiao)墩(dun)(dun)保護。

圖1 被撞垮的廣東九江大橋

圖2橋墩防撞系統后臺工作界面

圖3橋墩防撞系統數據查詢界面

二．城市車輛自由流動態稱重系統

近兩年武漢三環線上的橋梁受到了嚴峻的考驗，市內橋梁禁止貨車通行，外圍高速公路跨江橋梁又要收費，造成了大批超載貨車走市內三環線。特別地處南環的武漢長江三橋，屬于銜接京珠、滬蓉高速公路的過度橋梁，橋梁開放式的管理縱容了這些超載車輛對橋梁交通資源掠奪性地使用。根據車輛稱重系統開始計數初期的統計，每天竟有多達三千余輛的超載貨車從其上通行。

業主方對于橋梁限重的需求，與之緊密合作的省電子科研所了然于心，一直在及時跟蹤國內外動態稱重技術的發展。至2009年武漢長江三橋大修，限重管理系統到了非上不可的時候，工程設計人員迅速拿出初步設計方案，在設計部門進一步設計后形成最終方案，上報行政管理部門審批，保證了限重管理系統建設資金的及時到位。

長江三橋限重管理系統工程是一個較為典型的信息系統集成工程，它運用到的技術，包括彎板動態稱重技術、視頻車輛抓拍技術、LED屏顯技術等均為成熟技術，但以往的動態稱重基本上運用于公路及交通設施的收費站、限重站，是在有車道約束或車輛間隔較大時進行的。長江三橋這樣在城市繁忙道路上的車輛自由流計重在國內尚屬首次，屬系統集成創新應用。對于車輛的不規范行為，如岔道行駛、車牌遮擋等等，需要軟件硬件的密切配合才能在計重和影像匹配程序中予以糾偏。系統調試階段，技術人員解決了很多的技術難題，如針對某些惡意車輛，后臺數據庫在記錄常規數據和抓拍圖片的基礎上，還對抓到超載結果時的車道全景動態圖像記錄10秒鐘，為執法和橋管部門形成完整的證據鏈。

圖4 武漢長江(jiang)三(san)橋(qiao)限重(zhong)管理系統前(qian)端(duan)設(she)施

   長江三橋（白沙洲長江大橋）橋梁限重管理系統于2011年9月18日正式投入使用，引起了省市和交通行業媒體的關注，省市各家電視臺及報社都給予了采訪報道。從限重系統監測數據看，由于宣傳效應和 橋(qiao)(qiao)管執法部門逐漸開始介入，目前(qian)過(guo)橋(qiao)(qiao)的超載車輛數(shu)目銳減，橋(qiao)(qiao)梁限重管理系統已開始發揮作(zuo)用(yong)。

圖4 項目負責人接受電視記者采訪 

三 發展展望

   武(wu)(wu)漢(han)市的大型橋梁數量全(quan)國領先，由此造就出了武(wu)(wu)漢(han)特有(you)的橋梁產業。湖北省電子科學研究所有(you)限公司圍繞著橋梁監(jian)控管(guan)理系統做大文章，取得成(cheng)果(guo)多多，以上列舉的兩項只是(shi)其中的典型代表，其它還有(you)如道(dao)路交通、車(che)輛(liang)管(guan)理常用的視頻抓拍(pai)、車(che)牌識別系統，橋梁電力、照明、景觀控制系統等(deng)等(deng)。

   武漢市僅長江之上目前就建成六座橋梁和一條隧道，在建擬建的過江通道超過四條。從全國范圍內看，數千公里長江天塹，每幾十公里就有橋梁飛架的場景也為時不遠。省電子科研所工程技術人員有幸在這條道路上先走幾步，也愿意憑借多年的積累能夠更多更廣地服務于社會、服務于國家的橋梁建設和管理。