东莞市濒临南海，地处北回归线以南，雨量充沛湿度大，常有暴雨，并常受台风袭击，为典型亚热带滨海侵蚀性环境。截止至2023年底，东莞市桥梁总数3845座，其中特大桥、大桥共1314座，占比约34.17%（图1），部分桥梁使用年限已超过30年，由于受到气候、腐蚀和材料老化等因素影响，为保障重要桥梁安全，亟需建立桥梁健康监测系统，实时监测桥梁在营运期间的承载能力、工作状态和耐久性能。

桥梁结构健康监测系统旨在通过传感器实时监测桥梁结构性能以尽早发现桥梁结构面临的危险状况，建立多级预警机制，对大桥运营期间的结构健康和安全使用状态进行有效的监控和评估，为桥梁结构的养护维修提供科学依据。

东莞水道特大桥、大汾北水道特大桥桥梁结构健康监测系统由感知层、传输层和运用层组成，具体为传感器系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据库子系统、数据处理与控制系统、安全评价和预警子系统，通过各个层相互协调，实现系统的各种功能。

准确获取桥梁的服役环境和空间变位、振动、倾角、位移的动/静态参数，是结构状态评估和安全预警的基础。前段传感层主要安装了温湿度传感器、风速风向仪、静力水准仪、振动加速度计、表面应变计、双轴倾角仪、拉线位移计、视觉位移计、北斗GNSS九类传感器，分别用以监测桥址区环境温湿度和主梁主拱温湿度、桥梁结构风环境、桥面与主梁下挠、主梁振动和吊杆振动（索力）、关键截面应变、拱顶的倾角、主梁/主拱的空间变位。此外，在大汾北特大桥还布设了两台高精度视觉位移计用于监测主拱和主梁空间变位，形成冗余设计，同时和GNSS和静力水准仪相互校验。通过HT-DTU数据采集终端完成数据采集备份和上传至云端数据库可供后端数据分析和安全预警。

采用微服务 + 云边端一体化架构，模块化设计，弹性扩展，保障系统稳定运行。融合边缘计算技术，解决高频传感器海量数据的存储与分析难题，减少云端压力。运用大数据算法分析技术，构建多级神经网络模型，结构状态识别精度达 92.1% ，实现精准预警与状态评估。适配国产化架构，且通过兼容性认证，保障自主可控。

采用配置化动态数据采集解析技术，兼容 TCP、MQTT 等多协议，超98%以上设备可通过配置化接入，降低开发与适配成本。结合时序数据库与关系型数据库，实现结构化与非结构化数据的高效存储，支持数据冷热备份与长期管理。具备高精度数据处理能力，北斗GNSS解算水平精度达 2-3 mm，满足毫米级形变监测需求。

      涵盖数字桥梁档案、在线感知报警、应急联动、数据挖掘分析、科学评估决策等核心功能，实现桥梁全生命周期管理。支持多维度可视化展示，包括 PC 端、移动端、大屏驾驶舱等，数据呈现直观，操作便捷。GIS融合、全景漫游、数据看板，决策支持一目了然。具备多级预警体系，通过短信、语音、界面提示等多渠道通知，且支持应急事件闭环管理。

遵循统一数据标准，支持与省级、部级桥群监测平台互联互通，提供标准API接口，便于第三方对接。采用模块化设计，支持横向与纵向扩展，可适配不同桥梁类型、新增传感器设备及业务需求。跨平台兼容，可在Windows、Linux等系统运行，硬件适配性广，无需特殊配置。

建立完善的安全体系，通过权限管理、数据加密、备份恢复等机制，保障数据安全与隐私。系统年稳定运行天数不低于360天，响应速度快，数据录入、查询等操作延迟均控制在秒级。配备智能运维监控平台，实现系统全链路可观测。