为了提高桥梁的管养水平，更准确判定桥梁实际工作状况，为桥梁加固或大修提供依据，在桥梁外观病害检查的基础上，对现有服役桥梁进行安全监控、实时掌握桥梁安全状态数据，成为保障交通安全、促进社会和谐的重大课题。
提出方案
长期以来，对桥梁的安全检测一直以人工方法为主，该方法不仅需要大量的人力物力，且不能及时发现问题，无法完全满足桥梁安全监控信息采集的需要。
此外，目前国内外大型桥梁安全监控系统多针对单个桥梁进行数据采集与检测，由于监测点多、分布分散，彼此间相距甚远，数据传输也多通过有线网络完成，不仅安装布线麻烦、成本高，而且也难以实现对多个大型桥梁（桥梁集群）安全状况的同时监控。为此，笔者提出一种集群式桥梁安全监测预警系统。
该桥梁安全监测预警系统采用应力、应变、位移、速度、加速度等力学传感器，以及温度、湿度等环境传感器构成传感网络，通过现代通信技术，将采集到的信息实时传输到信息中心进行分析和处理，从而实现对桥梁安全状况的监测、分析、评估，并对危险桥梁及时经行预警。
监控预警系统的组成
本系统在被监控的多座桥梁上，安装桥梁安全状态数据采集与处理子系统，在后台安装桥梁安全监测预警中心，并采用物联网来实现桥梁安全状态数据采集与处理子系统及桥梁安全监测预警中心之间的数据传输，从而降低了施工难度与成本，监控点的布置也更为灵活。图1为基于W I-F I通信技术的集群式桥梁安全监测预警系统的整体结构示意图。
具体实现方式
桥梁安全状态数据采集与处理子系统
桥梁环境监控子系统：实时测量桥梁环境参数，包括风向风速、温湿度、气压等，设置有风向风速传感器、温湿度传感器、气压传感器等；
桥梁整体振动监控子系统：测量桥梁整体结构沿纵、横向的振动参数，设置有GPS振动测量系统；
桥梁结构应力应变监控子系统：采集结构的动静态应力应变参数，设置有电阻式应力应变传感系统或者光纤光栅传感系统，可以较好地掌握桥梁结构在荷载作用（车辆、地震、台风）下的动态响应。
数据预处理与无线发送系统：设置有SAM9G10微处理器和WI-F I无线通讯模块，前者用于按照测量桥梁环境参数、桥梁整体结构振动参数、结构的动静态应力应变参数等各种不同参数的采集频率要求，对原始参数进行平滑滤波处理，经整理后形成桥梁安全监控数据，将之存储到数据存储表；后者用于将数据存储表中的桥梁安全监控数据，以无线方式发送到桥梁安全实时监测中心。
风向风速传感器、温湿度传感器、海水盐度传感器分别通过D/A转换模块与S A M9G10微处理器相连接；G P S变形测量系统通过CA N接口与S A M9G10微处理器相连接；桥梁结构应力应变监控子系统设置有光纤光栅传感系统，光纤光栅传感系统通过T C P/I P网络接口与S A M9G10微处理器相连接；W I-F I无线通信模块通过C A N接口与SAM9G10微处理器相连接。
桥梁安全监测预警中心
桥梁结构分析模型：用于将每个桥梁安全状态数据采集与处理子系统上传的桥梁安全监控数据，输入到对应桥梁的结构模型，计算得出在当前环境及受力状态下，不同桥梁的桥梁安全指标参数，包括结构变形、结构疲劳状态、结构动态响应等。
集群式桥梁安全监控分析系统：根据桥梁结构分析模型得出各个桥梁的安全指标参数，通过桥梁设计指标、相关桥梁规范的对比、分析，以及相似环境不同结构桥梁、相似结构不同环境桥梁安全状态的对比性分析，分别得出所监控桥梁集群的安全状态、预测寿命以及维护保养策略和措施。
效益分析
这种基于物联网的集群式桥梁安全监测预警系统，采用物联网来实现桥梁安全状态数据采集、处理子系统、桥梁安全监测预警中心三者之间的数据传输，从而降低了施工难度与成本，监控点的布置也更为灵活。由于可以对多座桥梁安装安全状态数据采集与处理子系统，因而可对集群式桥梁实施安全监测预警。
通过集群式桥梁安全监控，可实现对散布在较大区域内的多座桥梁安全状态数据的横向比较、统一管理，彻底改变了以往多座桥梁安全监控系统彼此之间无法实现信息共享的“信息孤岛”局面，更便于对区域内相似环境、不同结构桥梁或不同环境、相似结构桥梁安全状况的纵向、横向分析比较与研究，从而有利于促进桥梁结构的优化设计，并实现多座桥梁的养护与加固。
