內(nèi)容編輯武漢是中國著名的江城，長(zhǎng)江漢水交匯把武漢市分割成均衡發(fā)展的三鎮(zhèn)，居民生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)大量依賴過江交通，橋隧等過江通道管理對(duì)于保障武漢城市交通有著重要的意義。
多年來，湖北省電子科學(xué)研究所有限公司針對(duì)橋梁的現(xiàn)代化管理要求，在和用戶多形式、多渠道溝通的基礎(chǔ)上，為用戶提供了一整套監(jiān)控管理系統(tǒng)的解決方案，并參與了武漢多個(gè)橋隧的系統(tǒng)建設(shè)。最為可貴的是，他們?cè)谶@些橋梁監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設(shè)中，根據(jù)用戶實(shí)際需求，研究開發(fā)出各種創(chuàng)新產(chǎn)品，碩果累累，既掌握了承接工程的主動(dòng)權(quán)，又儲(chǔ)備了進(jìn)一步推廣市場(chǎng)的核心技術(shù)。
一．視頻橋墩防撞系統(tǒng)
07年6月，地處廣東佛山的九江大橋遭遇了運(yùn)沙船撞橋致使橋梁垮塌、多人死亡的惡性事故，引起國家交通運(yùn)輸和安全監(jiān)察部門對(duì)橋梁防撞的重視。實(shí)際上早在此前數(shù)年，電子科研所研發(fā)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)了解到，和世界所有大型橋梁的境況相同，武漢橋梁每年都會(huì)遭遇大大小小的船舶對(duì)橋墩的碰撞。船只對(duì)橋梁造成的安全威脅一是缺乏預(yù)測(cè)告警手段，預(yù)防困難；二是事后的取證和撞擊損害評(píng)估缺乏依據(jù)。為此，我所協(xié)同武漢橋管部門，分別在省市級(jí)科技管理部門申報(bào)了視頻橋墩防撞系統(tǒng)的科研立項(xiàng)，并開發(fā)出基于視頻圖像信息的橋墩防撞預(yù)警分析系統(tǒng)。
該系統(tǒng)通過對(duì)攝像畫面中船舶在江面上行駛區(qū)域和路徑的分析，判斷來船是否造成對(duì)橋墩的威脅，在危險(xiǎn)的情況下聲光提示監(jiān)控室值班人員，用高音喇叭喊話提醒來船注意，并予以攝像記錄。項(xiàng)目采用攝象測(cè)量技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，針對(duì)視頻船舶軌跡探測(cè)、船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量等技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)研究，形成可以實(shí)用化的事前告警預(yù)防、事后定性分析的視頻橋墩防撞系統(tǒng)。在當(dāng)年橋梁管理資金不足的情況下，較之動(dòng)輒上百萬元的區(qū)域雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，既節(jié)約了投入，又保證在事故發(fā)生后留有完整的視頻資料，方便了后期事故評(píng)估、處理、索賠等。系統(tǒng)目前已運(yùn)用于長(zhǎng)江二橋和長(zhǎng)江三橋的主橋墩保護(hù)。
圖1 被撞垮的廣東九江大橋
圖2橋墩防撞系統(tǒng)后臺(tái)工作界面
圖3橋墩防撞系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢界面
二．城市車輛自由流動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)
近兩年武漢三環(huán)線上的橋梁受到了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，市內(nèi)橋梁禁止貨車通行，外圍高速公路跨江橋梁又要收費(fèi)，造成了大批超載貨車走市內(nèi)三環(huán)線。特別地處南環(huán)的武漢長(zhǎng)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(duì)橋梁交通資源掠奪性地使用。根據(jù)車輛稱重系統(tǒng)開始計(jì)數(shù)初期的統(tǒng)計(jì)，每天竟有多達(dá)三千余輛的超載貨車從其上通行。
業(yè)主方對(duì)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(shí)跟蹤國內(nèi)外動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)的發(fā)展。至2009年武漢長(zhǎng)江三橋大修，限重管理系統(tǒng)到了非上不可的時(shí)候，工程設(shè)計(jì)人員迅速拿出初步設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)部門進(jìn)一步設(shè)計(jì)后形成最終方案，上報(bào)行政管理部門審批，保證了限重管理系統(tǒng)建設(shè)資金的及時(shí)到位。
長(zhǎng)江三橋限重管理系統(tǒng)工程是一個(gè)較為典型的信息系統(tǒng)集成工程，它運(yùn)用到的技術(shù)，包括彎板動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)、視頻車輛抓拍技術(shù)、LED屏顯技術(shù)等均為成熟技術(shù)，但以往的動(dòng)態(tài)稱重基本上運(yùn)用于公路及交通設(shè)施的收費(fèi)站、限重站，是在有車道約束或車輛間隔較大時(shí)進(jìn)行的。長(zhǎng)江三橋這樣在城市繁忙道路上的車輛自由流計(jì)重在國內(nèi)尚屬首次，屬系統(tǒng)集成創(chuàng)新應(yīng)用。對(duì)于車輛的不規(guī)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(jì)重和影像匹配程序中予以糾偏。系統(tǒng)調(diào)試階段，技術(shù)人員解決了很多的技術(shù)難題，如針對(duì)某些惡意車輛，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫在記錄常規(guī)數(shù)據(jù)和抓拍圖片的基礎(chǔ)上，還對(duì)抓到超載結(jié)果時(shí)的車道全景動(dòng)態(tài)圖像記錄10秒鐘，為執(zhí)法和橋管部門形成完整的證據(jù)鏈。
圖4 武漢長(zhǎng)江三橋限重管理系統(tǒng)前端設(shè)施
長(zhǎng)江三橋（白沙洲長(zhǎng)江大橋）橋梁限重管理系統(tǒng)于2011年9月18日正式投入使用，引起了省市和交通行業(yè)媒體的關(guān)注，省市各家電視臺(tái)及報(bào)社都給予了采訪報(bào)道。從限重系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，由于宣傳效應(yīng)和 橋管執(zhí)法部門逐漸開始介入，目前過橋的超載車輛數(shù)目銳減，橋梁限重管理系統(tǒng)已開始發(fā)揮作用。
圖4 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人接受電視記者采訪
三 發(fā)展展望
武漢市的大型橋梁數(shù)量全國領(lǐng)先，由此造就出了武漢特有的橋梁產(chǎn)業(yè)。湖北省電子科學(xué)研究所有限公司圍繞著橋梁監(jiān)控管理系統(tǒng)做大文章，取得成果多多，以上列舉的兩項(xiàng)只是其中的典型代表，其它還有如道路交通、車輛管理常用的視頻抓拍、車牌識(shí)別系統(tǒng)，橋梁電力、照明、景觀控制系統(tǒng)等等。
武漢市僅長(zhǎng)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(nèi)看，數(shù)千公里長(zhǎng)江天塹，每幾十公里就有橋梁飛架的場(chǎng)景也為時(shí)不遠(yuǎn)。省電子科研所工程技術(shù)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(wù)于社會(huì)、服務(wù)于國家的橋梁建設(shè)和管理。