“一桥飞架南北，天堑变通途。”截至目前，长江上已建、在建的桥梁超过了200座，大家的出行成了真正的“通途”。为了让这些大型桥梁能够健康、安全地运营，有很多桥梁工程师、运维人员在背后默默守护。2024年的江苏省五一劳动奖章获得者刘兴旺就是其中之一。

年仅35岁的刘兴旺是中铁桥隧技术有限公司智能信息所主任工程师，他和同事们用手中的键盘、用大数据算法敲出了大桥们的“安全码”。前不久，刘兴旺带领团队研发的“桥梁结构智能健康监测云平台预警应急关键技术”项目，荣获2023年度江苏省科学技术奖三等奖。

“在桥梁长期运营过程中，不可避免出现材料老化，产生锈蚀、裂缝等各类病害，同时也会遭遇诸如大风、地震、车船撞等突发状况。随着桥梁监测技术的发展，传统以人工检测为基础的诊断措施，已难以满足实时化、数字化、智能化的需求，大型桥梁智能健康监测预警应急技术，将海量监测数据的分析效率提升10倍。”刘兴旺说。

南京大胜关长江大桥2005年建成投用时，集多个“第一”和“最”于一身。这是世界上首座六线铁路大桥、世界上跨度最大的高速铁路桥，也是世界上设计荷载最大的高速铁路桥，维护起来难度小不了。不过，新技术也恰恰会在这样的大桥上率先启用。刘兴旺介绍，这座桥，是国内最早一批配备健康监测系统的重点铁路桥梁，在设计建造之初就已经有了通盘考虑。

“桥梁结构健康监测系统，主要包括硬件和软件两大部分，在桥梁关键部位安装各类不同的传感器，通过它们来感知桥梁外力作用下的结构变化，同时后台的软件系统诊断桥梁的健康状况。”刘兴旺介绍，桥梁健康监测系统涵盖网联感知、网络通信、信号处理、人工智能、大数据、云计算、结构预警评估等相关技术，是多专业、跨学科的信息化系统。传感器是前端的采集系统，源源不断地传回海量数据，实时捕捉突发情况下桥梁结构状态的变化，第一时间发现结构异常并报警。“比如桥梁年纪大了，它的各项性能是怎么变化的？它的整体健康状态怎么样？再比如地震了、台风了、车船撞了，桥梁受伤程度怎么样？还能不能通车了？”

2014年，刘兴旺考入东南大学土木工程专业攻读硕士研究生，在产学研项目中，他开始参与南京大胜关长江大桥的结构健康监测系统的数据分析工作。在刘兴旺和同事们眼里，枯燥的数据会说话。他们集纳分析这些数据，最初主要通过人工分析的方式来判断桥梁可能存在的问题，团队每天人均处理的数据量多达10GB。“面对海量监测数据该如何处理分析，结构状态该如何评价，当时我们每天在电脑前编写数据分析算法，希望数据与结构的力学性能高度融合，从而提升数据分析效率，取代人工操作，并且给出有意义的结论，辅助大桥的运维管理。”

人的思考和分析如何进行算法化和程序化，这是刘兴旺持续努力想要解决的问题，毕竟人力有限，而人工智能的潜力无限。然而，要把人判断处理数据的方式程序化、把专家对桥梁会诊的意见程序化，谈何容易。刘兴旺带领团队，不断建立完备的特征指标库和专家知识库，从而让算法不断深度学习。“这个过程好比看病就医，首先需要做各类检查，获得身体的各项数据，算法会把身体状态有关的健康指标自动提取出来，比如血压、心率等，然后我们将医生们大脑里面的知识和经验做成大模型，这样系统可以像人工智能医生一样自动对结构状态进行诊断了。”

算法系统搭建完成后，效率大大提高，然而实际运行中刘兴旺发现，仍然会有不少预警信息漏报和错报的情况发生，严重时可能导致高速行驶的列车降速甚至停运，这也是长期困扰行业的一个难题。“由于桥梁长期处于较为恶劣的服役环境，系统在结构感知、信号传输及存储过程中，任何环节出现问题，就会导致结构安全预警信息的漏报和错报，比如前端传感器损坏或者受到电磁干扰等，会产生大量的无效甚至是错误信息，这就容易导致误诊。”

怎样通过算法把有问题的数据找出来，减少漏报和错报？刘兴旺带领团队编写了大数据自动化清洗成套算法，能有效识别并修正异常数据，成功将海量数据的处理效率提升了10多倍，准确率达到99%，原来一周的数据处理工作量，现在半天时间即可完成。他还带领团队攻坚克难，成功研发出“两线三区”预警体系，成为桥梁结构检监测领域的重大技术革新，实现多指标动态阈值综合预警，有效提高了监测系统的报警精度。

多年攻关，刘兴旺协和团队陆续研发出海量检测数据自诊断方法、突发事件应急管理体系等关键技术，成功应用于南京长江大桥、沪苏通长江大桥、五峰山长江大桥等百余座大桥。“解决了系统误报及漏报长期以来困扰行内的发展瓶颈问题，大大提升了系统工作效率和稳定性，目前桥梁结构检监测预警应急体系技术已成功应用于国内百余座大型桥梁，每年节约运营维护费用超6000万元。”

（江苏工人报 沈工萱）