中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
今天簡單聊聊監(jiān)測系統(tǒng)到底有用還是無用，順道探討系統(tǒng)建設(shè)的業(yè)務(wù)模式問題。
首先我們看看為什么有些專家說橋梁監(jiān)測系統(tǒng)沒有用呢？猜測一下，可能有以下幾個方面原因吧。
問題1：橋梁各種荷載和反應(yīng)是動態(tài)的，靜態(tài)傳感器雖然能夠采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)如何用來解釋結(jié)構(gòu)行為？
這種情況還不少見，我見多個橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，使用了振弦式應(yīng)變計測量動態(tài)應(yīng)變，用連通管測量橋梁動撓度，僅僅給了解釋說能測量趨勢變化。應(yīng)變計連橋梁使用中最大應(yīng)變測量不到，那其實安裝的意義真不大；動撓度監(jiān)測也如此，僅僅解釋一下“趨勢”，其實沒有必要用昂貴的傳感器，計算分析分析也會大差不差。橋梁監(jiān)測用的儀器設(shè)備選擇其實還比較嚴(yán)苛的，一是要考慮測量的動態(tài)性，比如動撓度等動態(tài)量的監(jiān)測需要選用采樣速率高的傳感器，二是考慮傳感器的長期耐久性，三是要考慮傳感器和其他設(shè)備的環(huán)境保護。記得我們做系統(tǒng)的時候，加速度計花高價錢買質(zhì)量好的不說，保護的金屬罩子使用金屬錠挖出來而不是用板材拼接，內(nèi)中用膠填塞，安裝傳感器的人感覺扔到海里都能繼續(xù)工作。還有一些傳感器要做更為仔細的考量，比如橋梁跨中風(fēng)速儀安裝，就不能簡單的在橋梁邊上架個支架那么簡單，香港青馬橋?qū)＜医ㄗh我們要平伸出去5-7米，才能測量到自然風(fēng)而不是被加勁梁干擾的風(fēng)。當(dāng)然其中技術(shù)細節(jié)很多，大家各抒己見吧。
問題2：業(yè)主或?qū)＜铱赡軙?，橋梁設(shè)計壽命（基準(zhǔn)期還是壽命？）100年，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)頂多挺10年或稍微多幾年，等橋梁老化了承載力降低了需要監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)揮功效了，監(jiān)測系統(tǒng)他老人家早已趴窩了，如此系統(tǒng)有啥用？這個問題是任何監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)單位都無法回避的現(xiàn)實問題。怎么去理解或應(yīng)對？
問題3：系統(tǒng)建設(shè)完成后，業(yè)主無專業(yè)人士運維管理，沒兩年系統(tǒng)就壞掉了，花了那么多錢，不白白浪費了嗎？
后兩個問題的回到可以從健康監(jiān)測系統(tǒng)業(yè)務(wù)模式來理解。系統(tǒng)建設(shè)可以從以下三種模式來分別分析：
模式1：建設(shè)-移交模式
系統(tǒng)建設(shè)單位把系統(tǒng)建設(shè)完成后，直接移交給業(yè)主，業(yè)主自己運維。這種模式下需要業(yè)主單位配備比較專業(yè)的人員。監(jiān)測系統(tǒng)屬于多專業(yè)交叉類業(yè)務(wù)，需要配備多種專業(yè)的人員，實踐中業(yè)主往往沒有配備或者配備少量的專門人員，其結(jié)果便是系統(tǒng)建成沒幾年就壞掉了，更別提對采集數(shù)據(jù)深入分析了。
模式2：建設(shè)-移交-運維模式
系統(tǒng)建設(shè)單位把系統(tǒng)建設(shè)完成后，移交給業(yè)主，獲得系統(tǒng)建設(shè)工程款，屬于一次性費用。此外，業(yè)主每年向建設(shè)單位給付一定額度的系統(tǒng)維運維費，建設(shè)單位給業(yè)主提供系統(tǒng)運維服務(wù)。這種模式下系統(tǒng)能夠得到很好的維護，數(shù)據(jù)往往也能夠進行深入的分析，系統(tǒng)功能得以較好發(fā)揮。更為重要的一點是，由于建設(shè)單位同時維護多個監(jiān)測系統(tǒng)，運維人員的生產(chǎn)能力得以充分發(fā)揮，規(guī)模效應(yīng)降低維護成本。同時建設(shè)單位可以通過多個系統(tǒng)分析，通過大量數(shù)據(jù)樣本，能夠更為深入的理解橋梁病害。
模式3：投資-建設(shè)-運維
系統(tǒng)由建設(shè)單位投資建設(shè)，不移交給業(yè)主，而是通過向業(yè)主提供監(jiān)測服務(wù)，每年從業(yè)主賺取服務(wù)費。這種模式下，可以享有模式2所有的優(yōu)點。也能夠從根本上解決了監(jiān)測系統(tǒng)壽命與橋梁壽命不匹配的問題。只要橋梁業(yè)主給付的服務(wù)費，通過對系統(tǒng)成本的核算能夠盈利，系統(tǒng)投資建設(shè)單位不僅僅有動力將系統(tǒng)維護好，而且當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備到了壽命退出工作后，建設(shè)單位還可以繼續(xù)安裝新的系統(tǒng)。
監(jiān)測系統(tǒng)往往需要一筆不小的經(jīng)費投入，國內(nèi)從工程實踐來看，往往在橋梁建設(shè)階段容易通過工程建設(shè)費中安排出系統(tǒng)安裝費用，所以模式1常見，因為橋梁建成后需要移交給運維單位，建設(shè)單位很難有動力與系統(tǒng)建設(shè)單位簽署長期運維服務(wù)合同。橋梁運維單位的預(yù)算一般是每年差不多，突然安排幾百萬甚至上千萬安裝監(jiān)測系統(tǒng)往往預(yù)算不好安排，所以模式3可以嘗試。
總體看來，監(jiān)測系統(tǒng)有沒有用處，不單單從技術(shù)方面理解，也應(yīng)該看到不同的業(yè)務(wù)模式對于系統(tǒng)功能發(fā)揮有著不可忽視的影響。前段時間見到了青馬橋建設(shè)時期路政署負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)，據(jù)他講，這些監(jiān)測系統(tǒng)仍然在工作。國內(nèi)能夠見到的連續(xù)工作20年以上的系統(tǒng)可能有，但是我沒見過呢。香港之所以如此，一方面系統(tǒng)設(shè)備確實選擇的確實質(zhì)量過硬，比如加速度計用的是霍尼韋爾的，17萬港幣一支，大家可以想象一下1997年前后這個價格。另一方面與配備大量的專業(yè)維護人員是不可分的。
站在業(yè)主角度，投入巨額經(jīng)費建設(shè)橋梁監(jiān)測系統(tǒng)到底投入產(chǎn)出是否劃算，應(yīng)該有相關(guān)的方法論做支撐吧，希望有學(xué)者能在這方面下些功夫，只有從決策方法論上有個突破才能從根本上終止系統(tǒng)建設(shè)的有用無用論，更為期待的是，能夠分析系統(tǒng)到底建設(shè)到什么規(guī)模才算經(jīng)理合理。
最后，講一個國內(nèi)祖師爺級別的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的故事，年代久遠未必準(zhǔn)確啊。
我所能見到的國內(nèi)最早的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)是虎門大橋。虎門大橋建成通車后車流量很大?；㈤T大橋主跨888米，當(dāng)時國內(nèi)最大跨徑的橋梁吧，大風(fēng)一來擺動幅度很大，是否中斷交通是個令業(yè)主頭疼的問題。怎么辦呢？橋梁管理單位派司機開車從橋上跑來跑去，司機說跑不了了，管理單位便會進行交通管控或中斷交通。橋梁管理單位負責(zé)人朱總，我曾經(jīng)見過，是清華畢業(yè)生，另外一位校友帶來國外的GPS設(shè)備，說可以用RTK模式的設(shè)備對橋梁位移進行監(jiān)測，朱總請來了清華大學(xué)郭靜珺教授，預(yù)算不多，一百多萬吧，系統(tǒng)算是安裝了，同時還安裝了風(fēng)速儀，于是業(yè)主用橋梁位移數(shù)據(jù)和風(fēng)速數(shù)據(jù)相互印證，最終用現(xiàn)代化手段解決了交通管控的老大難問題。再到后來，又補裝了幾支應(yīng)變計，算是有了點“健康監(jiān)測”的味道了。
2019年5月17日
