近年來,隨著全球橋梁數(shù)量的增加和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn),橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同形式的物理量(如位移、應(yīng)變、溫度、振動(dòng)加速度)的數(shù)字化自動(dòng)采集數(shù)據(jù)處理與傳輸系統(tǒng)對測量結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理(如數(shù)據(jù)換算、主應(yīng)變計(jì)算等)后通過無線傳輸至監(jiān)控中心的系統(tǒng)工作站。
根據(jù)各項(xiàng)監(jiān)測項(xiàng)目的特點(diǎn),對不同類型的數(shù)據(jù)科學(xué)分類和統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、圖表化自動(dòng)查詢。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)控制截面的設(shè)計(jì)計(jì)算值、驗(yàn)收荷載試驗(yàn)結(jié)果及歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)極值等確定橋梁結(jié)構(gòu)佳特征參數(shù)在不同服務(wù)水準(zhǔn)下的正常使用控制值和極限值,并將實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)比較,實(shí)現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控。
橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析
在國內(nèi)外,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)已有較多的應(yīng)用,除應(yīng)用于大跨橋外,甚至已經(jīng)開始應(yīng)用到高層復(fù)雜建筑的監(jiān)測中。例如國內(nèi)的明石海峽大橋,它需要監(jiān)測其基本結(jié)構(gòu)特性,即在正常狀態(tài)中溫度和其他條件變化時(shí)橋梁的行為,同時(shí)在觀測中,采用GPS來檢測橋梁和塔的變形;國內(nèi)的虎門大橋,由于其位于熱帶風(fēng)暴多發(fā)地區(qū),所以對橋梁的安全問題需要特別考慮及重視。
在國外,20世紀(jì)80年代以來,在北美、歐洲和亞洲的一些國家和地區(qū),相繼發(fā)生了一些橋梁結(jié)構(gòu)的突然性斷裂性事故,使人們意識(shí)到對橋梁結(jié)構(gòu)的健康診斷的重要性和迫切性。80年代后期,國外明確提出了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的新思路和概念,并先后開始在一些重要的大跨度橋梁上建立了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)。例如丹麥的GreatBeltEast橋(大帶東橋)。這是一座跨徑布置為535m+1624m+535m的水利。為評估該橋結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和可靠性,COWI公司為該橋設(shè)計(jì)了一個(gè)多達(dá)1000個(gè)傳感器的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容包括主纜、吊桿和索夾的應(yīng)力;橋面箱梁的加速度、應(yīng)力、支撐處的位移;下部結(jié)構(gòu)的腐蝕監(jiān)測、橋梁的傾角、橋塔規(guī)范應(yīng)變;基礎(chǔ)的土質(zhì)監(jiān)測;氣候監(jiān)測等。
數(shù)據(jù)顯示,2020-2022年,我國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)量由2289套上升到2587套。我國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模為33.9億元。
圖表:2020-2022年中國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)量
數(shù)據(jù)來源:中研普華研究院
據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年全球橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)市場規(guī)模已達(dá)到17.44億美元,同比增長6.7%。在中國市場,隨著橋梁建設(shè)項(xiàng)目的增多和公眾對橋梁安全關(guān)注度的提升,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的需求量持續(xù)增長,市場規(guī)模也顯著擴(kuò)大。例如,2022年中國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)市場規(guī)模為35.29億元,同比增長10.35%,增速快于全球;2023年市場規(guī)模已達(dá)39.07億元,需求量達(dá)3300套,并預(yù)計(jì)未來幾年將以年均較高的速度增長。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展分析與投資研究咨詢報(bào)告》顯示:
國內(nèi)大型企業(yè)如中交建、中鐵建等憑借其在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的深厚積累和品牌影響力,占據(jù)了市場份額的較大比例。一些專注于橋梁健康監(jiān)測技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的新興企業(yè)也在市場中占據(jù)了一定的份額。企業(yè)之間的合作與競爭并存,通過資源整合和優(yōu)勢互補(bǔ),共同推動(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。同時(shí),市場競爭也日趨激烈,企業(yè)需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和市場拓展能力以在市場中取得競爭優(yōu)勢。
傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)等方面的創(chuàng)新需要持續(xù)投入研發(fā)資源。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)價(jià)格較高,對于部分橋梁管理單位來說可能存在一定的經(jīng)濟(jì)壓力。除了橋梁外,健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用場景將進(jìn)一步拓展到高層復(fù)雜建筑等其他基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。政府將繼續(xù)加大對橋梁安全監(jiān)管和風(fēng)險(xiǎn)防控的支持力度,同時(shí)隨著全球橋梁建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和橋梁老齡化問題的日益突出,對橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的需求將進(jìn)一步增加,為行業(yè)帶來廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。
橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)市場未來發(fā)展方向及前景預(yù)測
為了提高監(jiān)測效果和減少硬件投入,傳感器的優(yōu)化布置將成為橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。在監(jiān)測功能中增加系統(tǒng)自身損傷識(shí)別的研究,提高監(jiān)測效果,做到提前預(yù)警。應(yīng)用智能控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)升級,提高監(jiān)測效果和監(jiān)測準(zhǔn)確性。
綜上所述,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,但同時(shí)也面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)、價(jià)格挑戰(zhàn)等。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用,以及政府支持力度的加大和市場需求的增長,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)將迎來更多的發(fā)展機(jī)遇和市場空間。
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