2025年9月17日至19日,第五届国际工程结构健康监测技术与应用展览会在国家会展中心(天津)盛大启幕。作为全球工程结构健康监测领域最具影响力的行业盛会之一,本届展会以“精准监测・稳固未来”为主题,展览面积达4万平方米,吸引了来自全球20余个国家和地区的300余家顶尖企业、科研机构及行业专家参与,共同呈现工程结构健康监测领域的前沿技术、创新产品与成功应用案例。
展会现场,光纤光栅传感器、无线振动传感器、分布式应变监测系统等核心硬件设备悉数亮相。光纤光栅传感器凭借其高精度、抗干扰、可分布式测量等特性,在大型建筑结构、隧道工程中广泛应用,能够实时监测结构的应变、温度、振动等参数变化。基于MEMS技术的微型加速度传感器,以其体积小、功耗低、灵敏度高的优势,实现了对结构振动的精准捕捉,为地震多发区域的建筑安全监测提供有力支持。此外,融合纳米技术的多功能传感器可同时监测环境湿度、酸碱度以及结构表面的腐蚀状况,为海洋工程、化工设施的耐久性监测提供关键数据。
智能化监测分析系统成为全场焦点。依托深度学习算法,这些系统能够对海量监测数据进行实时处理与深度挖掘,精准识别工程结构的潜在安全隐患,并提前发出预警。例如,某企业展示的桥梁结构智能监测平台,可在数分钟内完成对一座大型桥梁全生命周期数据的分析,通过建立结构受力模型,提前72小时预测桥梁关键部位因荷载变化可能引发的位移与应力异常,为桥梁养护与维修提供科学依据,极大提升了桥梁运营管理的智能化水平与效率。
在无损检测与评估技术展区,相控阵超声检测设备、激光全息干涉测量仪等高端装备展示了先进的结构缺陷检测能力。相控阵超声检测设备通过精确控制超声波的发射与接收角度,能够对复杂结构内部的微小缺陷进行高分辨率成像,为钢结构、混凝土结构的质量检测提供精准数据。激光全息干涉测量仪则利用激光干涉原理,对结构表面的变形进行非接触式测量,检测精度可达微米级,适用于对古建筑、大跨度桥梁等对检测精度要求极高的工程结构进行健康评估。
集成卫星定位、惯性导航与移动通信技术的位移监测终端备受关注。该终端能够在复杂环境下实现毫米级定位精度,为超高层建筑、大型水利枢纽等重要工程提供稳定可靠的位移监测服务。此外,无人机搭载红外热成像仪、激光雷达进行桥梁底部巡检,以及爬壁机器人对高层建筑外墙裂缝的自动识别技术,突破了传统人工巡检的局限,提升了监测效率与安全性。
在桥梁工程方面,结构健康监测技术发挥着至关重要的作用。我国拥有众多跨海大桥和大型桥梁,这些桥梁长期受到车辆荷载、风、浪等自然因素的影响,其结构安全备受关注。本次展会上,多家企业展示了为桥梁量身定制的监测方案,通过在桥梁上安装多种类型的传感器,对桥梁的应力、应变、位移等参数进行实时监测,及时发现桥梁的损伤和病害,为桥梁的养护和维修提供决策支持。例如,某大型跨海大桥在运营过程中,通过结构健康监测系统及时发现了一处桥墩因海水侵蚀导致的基础沉降问题,在预警终端发出警报后,管理部门迅速组织专家进行评估,并采取了针对性的加固措施,避免了可能发生的严重事故,保障了大桥的持续安全使用。
在隧开云电竞官方网站道工程中,分布式光纤传感网络可实现隧道全断面应变、温度的实时监测,结合AI算法对监测数据进行分析,能够提前预警隧道衬砌开裂、渗漏水等病害,为隧道的安全运营提供保障。
随着城市的发展,各类超高层建筑、大型公共建筑不断涌现,这些建筑不仅是城市的地标,更是人们活动的重要场所。工程结构健康监测技术为建筑工程的安全提供了全方位的保障。在超高层建筑中,通过智能传感器网络系统实时监测建筑在风荷载、地震作用下的振动响应、结构变形等参数,利用实时智能预警终端对可能出现的结构安全隐患进行及时预警。例如,武汉在156栋超高层建筑设置了515个强震动监测站点,形成全国最大规模的超高层建筑强震动监测台阵,其自主研发和生产的REMOS-VOLCAS一体化强震仪,能够精准监测建筑在地震等灾害作用下的结构反应,为建筑的抗震安全提供了可靠保障。
在大型公共建筑如体育馆、展览馆等的监测中,结合无人机视觉监测和便携式多功能监测设备,对建筑的屋面结构、大跨度空间结构等进行定期巡检,及时发现结构表面的裂缝、连接件松动等问题,确保建筑的安全使用,为人们营造安全、舒适的活动空间。对于历史建筑,低功耗、无线传输的传感器网络可实现对其结构变形的长期监测,同时结合数字孪生技术,建立历史建筑的三维模型,模拟不同环境因素下的结构响应,为历史建筑的保护与修复提供科学依据。
在能源领域,结构健康监测技术同样有着广泛的应用前景。对风力发电机组、光伏支架等重要设施的结构监测,可以保障设施的稳定运行,避免重大安全事故的发生。例如,某企业研发的塔筒监测系统已在甘肃酒泉风电场应用,该系统通过在塔筒上安装振动传感器、应变传感器等设备,实时监测塔筒的振动频率、应变变化等参数,利用AI算法对监测数据进行分析,能够提前预警塔筒的疲劳损伤、螺栓松动等问题,降低故障率40%,提高了风电场的运营效率和安全性。
水利工程中的大坝、水闸等结构对于防洪、蓄水、灌溉等起着至关重要的作用。工程结构健康监测技术与应用装备在水利工程领域的应用,为水利设施的安全运行提供了坚实支撑。在大坝监测中,卫星遥感技术可对大坝及其周边区域进行大面积监测,及时发现因地基沉降、坝体变形等引起的异常情况。同时,通过在大坝内部埋设光纤光栅传感器、渗压计等设备,实时监测大坝的应变、渗流等参数,结合大数据分析技术,能够准确评估大坝的安全状况,为大坝的维护与管理提供决策依据。
展会同期举办了多场高端论坛与研讨会,汇聚了全球行业精英的智慧与洞见。在“智能监测技术与工程结构安全韧性”主题论坛上,专家们围绕人工智能、物联网、大数据等技术在工程结构全生命周期管理中的应用展开深入探讨,提出构建“感知-分析-决策-处置”闭环管理体系的未来发展方向,强调通过多学科交叉融合,提升工程结构应对复杂环境与极端事件的能力。此外,还举办了“全球结构健康监测创新峰会”,邀请中国工程院院士、国际结构监测协会(IASM)专家、中交集团、国家电网等企业代表,围绕AI驱动的监测预警、数字孪生技术应用、监测数据安全等议题展开深度研讨,为行业的发展指明了方向。
产学研合作成果展区中,一系列联合研发的创新解决方案彰显了协同创新的强大力量。高校与企业联合开发的基于物联网的古建筑健康监测系统,通过在古建筑关键部位布设无线传感器,实时采集环境温湿度、风速风向、结构变形等数据,并通过云平台进行远程传输与分析,成功将古建筑病害预警时间提前至数月甚至数年,为文化遗产保护提供了有力技术支撑。针对老旧小区改造中的结构安全监测难题,多家企业推出的低成本、易安装的一体化监测设备,集成了位移、倾斜、裂缝等多种监测功能,通过太阳能供电与4G/5G通信,实现“即装即用”,已在天津多个老旧小区改造项目中成功应用,填补了基层建筑安全监测的空白。
展会举办了“结构监测算法挑战赛”,评选最优损伤识别模型,推动AI技术在监测领域的落地。同时,开设“监测标准解读会”,解析《桥梁结构健康监测系统技术标准》《建筑变形测量规范》等国家标准,提升行业规范化水平。通过技术竞赛和标准宣贯,促进了行业内的技术交流与合作,提高了行业整体的技术水平和竞争力。
通过展示低功耗传感器、自供电监测节点等创新产品,帮助企业降低30%以上的部署与运维成本。这些创新产品的应用,不仅提高了监测系统的可靠性和稳定性,还减少了能源消耗和维护工作量,为企业节省了大量的运营成本。
利用AI算法实现结构损伤的“毫米级”识别与“小时级”预警,将重大事故发生率降低80%。通过对监测数据的实时分析和处理,能够及时发现结构的微小变化和潜在安全隐患,提前采取措施进行修复和加固,避免了事故的发生,保障了工程结构的安全运行。
推动监测数据与BIM、CIM平台的互联互通,为基础设施提供从设计、施工到运维的数字化档案,延长使用寿命20年以上。通过建立工程结构的数字化模型,实现对结构全生命周期的实时监测和管理,为结构的维护、改造和升级提供科学依据,提高了工程结构的可持续性和经济性。
2025天津第五届国际工程结构健康监测技术与应用展览会的成功举办,标志着工程结构健康监测领域迈入智能化、协同化发展的新阶段。从前沿科技的突破到创新产品的落地,从多元成果的共享到行业标准的共商,此次盛会为全球工程建设行业搭建了交流合作的桥梁。展望未来,随着科技的持续进步,工程结构健康监测将向着更智能、更精准、更高效的方向迈进,为保障城市基础设施安全运行、推动工程建设行业高质量发展构筑起坚不可摧的科技防线。