伶仃洋的碧波之上,港珠澳大桥如巨龙卧波,串联起粤港澳三地的烟火与征程。
这座世界最长的跨海大桥,承载的不仅是车流往来的便捷,更镌刻着中国交通基础设施从“建成通车”到“智慧运维”的跨越印记。水下装备潜行探底,检测装备智能巡检,数字孪生平台复刻全桥脉动,一套覆盖“海陆空”的智能运维体系,为这座跨海通途装上“智慧大脑”,而所有数据都会都实时汇聚到一个三维数字孪生智联平台——这就是“数字港珠澳大桥”的日常运维场景。
在港珠澳大桥数据中心,巨大的屏幕上展示着港珠澳大桥的“健康状况”,港珠澳大桥管理局总工程师景强称它为数字孪生智联平台,平台实时画面:大桥的三维模型与真实场景精准同步,风速、位移、环境变化等数据实时更新,大桥日常维养全过程数据实现数字化管理。“通过这个平台,运维人员能掌握大桥的实时动态。”港珠澳大桥管理局总工程师景强说。
作为粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程,港珠澳大桥正凭借一系列科技创新,实现从“建成通车”到“智慧运维”这一“物理大桥”到“数字大桥”的跨越。

“智慧大脑”全天候值守:为港珠澳大桥配齐“健康管家”
港珠澳大桥主体工程全长29.6公里,集桥、岛、隧于一体,服役环境恶劣且结构复杂。“传统人工巡检不仅效率低,还面临高空、水下等作业风险,难以满足大桥全生命周期运维需求。”作为国家重点研发计划“港珠澳大桥智能化运维技术集成应用”项目负责人,景强表示,经过七年技术攻关,“数字港珠澳大桥”诞生了,这套涵盖“海陆空”智能巡检、全周期监测评估、全时应急处置的数字化运维体系如同一个“家庭医生”,实时监测着大桥的所有数据。
在巡检现场,智能化水下检测船如同“水下侦探”,集成了扫测声呐、水下机器人等设备,能在高速紊流中稳定作业,精准捕捉海床冲刷、隧道回淤等服役状态,再通过自主研发的数据处理系统,将复杂的水下数据转化为清晰的三维可视化图像。而爬壁机器人则像“蜘蛛侠”,无论是混凝土桥塔还是钢箱梁,都能牢牢吸附在表面,通过高清摄像头和传感器,识别涂层劣化、裂缝等病害,降低人工巡检工作风险。此外,无人机、箱梁内外巡检机器人、隧道巡检机器人、铺面自动巡检车等装备协同作业,结合大桥全域结构健康监测体系,构建一体化的海陆空检测体系,让大桥的“健康状况”一目了然。
如果说巡检装备是大桥的“千里眼”和“顺风耳”,那么数字化监测-评估-决策系统就是它的“智慧大脑”。这套系统融合了1000多个传感器的实时数据,结合海陆空巡检装备体系获得的检测数据,能精准仿真大桥在正常运行及台风、暴雨等极端状态下的承载能力和抗灾害性能。“比如无论是日常巡检监测,还是遭遇台风等极端天气,桥岛隧智能评估体系都按照算法完成大桥结构安全和运行安全的评估,这些智能评估系统的背后是多项国家和省部科研成果的结晶。”运维人员指着屏幕介绍,维养决策系统还能通过评估数据,实现全桥资产精细化管理,达到“该修才修、精准施策”,既降低了运维成本,又延长了设施寿命。

数字孪生为核:打造交通领域系统性智能运维体系
港珠澳大桥的建成,创造了世界桥梁建设的新高度,而“用好管好大桥”,成为通车后摆在运营者面前的全新课题,港珠澳大桥智联平台应运而生。
港珠澳大桥智联平台的核心,是将数字孪生概念贯穿科研攻关全过程,打造出与实体大桥1:1对应的“数字大桥”,实现从静态复刻到动态孪生的全维度突破。平台建设的第一步,是完成大桥的静态孪生,如同打造精准的蜡像,将大桥的尺寸、结构乃至螺栓、焊缝等细节全方位复刻至数字空间;第二步则是赋予数字孪生体“生命”,通过实时数据采集,让数字大桥精准反馈实体大桥的每一个变化,实现动态联动。
如今的智联平台,已构建数据、业务、展示统一集成的完整体系,实现了海陆空全方位的监测覆盖,巡检机器人等装备投入实战,结构健康监测系统、智能评估与维养系统等多套系统形成功能闭环。
与其他桥梁的单一监测系统不同,港珠澳大桥智联平台的核心优势在于系统性与集成性。它并非多个单一功能的简单叠加,而是构建了强大的数字化底座,如手机操作系统支撑各类应用,让所有监测、分析、决策功能形成有机整体。这也是国内首次将数字孪生技术系统应用于超大型跨海集群基础设施的运维管理,其系统性、完整性在全球范围内均处于领先水平,相关国家和省部研究项目成果也纳入了交通强国建设试点任务、交通运输领域新型基础设施建设工程以及广东省数字交通十四五规划。
平台的实战能力正在不断的考验中得到验证:在2025年台风“桦加沙”等极端天气期间,大桥结构监测系统实时捕捉台风过境全过程结构响应,智联平台精准评估分析数据,为大桥结构安全运行决策做出有力支撑。
粤港澳深度融合:从科技合作到标准共建的“软联通”典范
这座大桥的“智慧进化”,更是粤港科创深度融合的生动缩影。由于大桥涉及粤港澳三地,数据互通、标准统一成为智能运维的关键前提。在国家重点研发计划和广东省重点领域研发计划攻关过程,项目团队首次构建涵盖交通基础设施结构、维养业务、运营管理等六大类的“桥岛隧智能运维数据标准体系”,其中27项标准已纳入粤港澳大湾区共通执行标准,成为三地共建共用的“通用语言”,填补了行业空白,相关成果已纳入首批国家级服务业标准化试点(智慧交通专项)、交通运输部标准化典型案例。
粤港海洋基础设施联合实验室的落地,更是将这份合作推向纵深。联合实验室以香港理工大学、港珠澳大桥管理局为粤港双方牵头方,实行联合管理制度,聚焦人工智能、数字孪生、智能维养决策等核心领域,既迭代升级大桥智能运维成果,攻克抗灾、防灾、耐久性等共性关键技术难题,更与前期建立的广东港珠澳大桥材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站结合,打造“野外观测-试验研究”实体平台,推动科研成果向大湾区乃至全国交通行业推广。这种“科研协同-标准共建-成果共享”的模式,不仅为大桥安全运营注入持续动能,更探索出粤港澳大湾区基础设施科研合作“软联通”的创新路径。“未来,联合实验室的建设将为大湾区的基础设施建设运营和安全管理注入新的动能,成为推动粤港科研融合、深度合作、共同发展新质生产力的重要支撑。”景强说。联合实验室港方主任夏勇教授也表示,香港理工大学在大桥的智能运维技术攻关上与港珠澳大桥管理局合作多年,他们作为国家野外科学观测研究站的参建方,将借助联合实验室的平台让这份合作走得更远!
智能运维的探索,永无止境。团队始终保持清醒——无人机检测的覆盖率与准确性仍需提升,AI技术应用需更多数据支撑,桥上交通运行智能管控方法仍有优化空间,这些都是未来攻关的重点。未来,随着技术的持续迭代,这座大桥的“智慧大脑”将愈发敏锐,持续守护湾区动脉的畅通无阻,为交通强国建设、粤港澳大湾区高质量发展注入源源不断的科创动能,让中国智慧照亮更多超级工程的前行之路。

文|何叶舟