2021年12月29日，由浙江交通集团投资建设的舟岱大桥正式通车，结束了浙江省舟山市岱山县海上悬岛的历史。
这座跨海大桥逾越天堑，开辟海上高速通道，实现了“轻车过海不坐舟”，并创造了多项世界纪录：是迄今为止采用大直径超长钢管桩基础规模最大的跨海桥梁工程，桥梁主跨跨径创跨海桥梁世界之最，长白互通匝道桥是目前国内最大的海上互通立交桥。
在通车平稳运营两年后，这条横卧灰鳖洋上的“巨龙”穿上了“铁布衫”——以数字技术为基础，一套“主动+被动”双重防碰撞预警预控系统，为舟岱大桥筑起一道无形的安全屏障，如“金钟罩”般为千帆竞渡中的大桥保驾护航。
首创双重防碰撞预警预控系统
舟山是千岛之城，也是海洋经济大市，辖区通航船舶十分密集。
岱山背靠沪、杭、甬大中城市，与多条国际航线连接，扼东部江海联运和长江黄金水道之要冲，有丰富的航道、深水港、岛屿资源，是长三角对外贸易的重要物流通道和海上集散基地。
舟岱大桥是连接岱山岛与舟山本岛的唯一海上通道，大桥全长25.6公里，海上部分长16.7公里，跨越三条高等级航道，三段通航孔桥和四段非通航孔桥交错相连。
舟岱大桥建成通车后，在便利两地高速通行的同时，也面临着船桥碰撞、船舶卡桥的风险。
据了解，目前国内外关于船撞桥问题的研究，主要集中于通航孔桥的防船撞结构设计，且多采用被动防撞结构。
事实上，对于江海长桥，除了通航孔桥之外，还有数公里乃至数十公里的水中非通航孔桥梁，由于其自身抗撞能力弱，在遭受船舶撞击时损毁风险更大。如果对数量众多的非通航孔桥梁加强防撞设计，建造成本将大幅增加。
于是，早在工程可行性研究阶段，舟岱大桥建设单位浙江交投交通建设管理有限公司便考虑设置非通航孔桥防船舶撞击系统。
作为舟岱大桥的重要附属工程，非通防撞项目对于提升桥梁防碰撞预警预控能力，切实保障桥区水域的通航安全具有重要意义。
2020年，交通运输部、国家铁路局、国铁集团联合印发《船舶碰撞桥梁隐患治理三年行动实施方案》提出，负责桥梁养护或运行管理的单位是保障桥梁安全运行的责任主体，应依法依规设置和维护桥梁标志标识、防撞设施；对抗撞性能不足的，采取设置防撞设施、加装主动预警装置等措施，提升防撞能力。2024年1月，《交通运输部关于做好平安百年品质工程创建示范 推动交通运输基础设施建设高质量发展的指导意见》提出，完善长大桥梁冗余设计和韧性设计评估方法，提高桥梁结构抵御自然灾害与突发事件的能力。开展长大桥梁智能建造前瞻性技术研究，提升长大桥梁智能建造水平。
“过去，非通航孔桥通常采用被动式防碰撞系统，依靠在船桥之间拉起的缓冲带，吸收撞击能量，阻拦偏航船只靠近大桥。但这种物理防撞方式只针对偏航事故发生后的应急防护，缺乏事前预警预控功能，在反应时间、识别精度、防控强度等方面仍存在不足。”舟岱大桥非通防撞项目负责人蒋强介绍。
如何实现主动预警、主动助航一直是船桥防撞技术的探索方向。
经过专题研究和方案比选，舟岱大桥非通防撞项目确定采用“主动+被动”双重防碰撞预警预控系统的设计方案，并创新采用设计、施工、养护一体招标的EPC总承包模式，通过公开招标引进了在交通基础设施建设领域具有影响力的浙江交工集团股份有限公司，他们潜心研究桥梁防撞十余年有自主知识产权技术，以及在海上安全技术服务上有着丰富经验的浙江未来交通产业发展有限公司，分别负责物理拦截设施和水上监控预警系统的设计建造。
这套“主动+被动”双重防碰撞预警预控系统，在国内外大桥非通防撞项目中尚属首次创新应用，整体水平达到国际领先，吸引了省内外众多行业单位前来观摩学习，在国内外跨海桥梁非通防撞设施建设领域实现了从无规范、无标准、无成熟技术，到有标准、有创新、有经验的跨越。
走锚消能力挽狂澜
舟岱大桥海域区段桥梁包括海域主线桥梁及长白互通匝道桥。主线非通航孔桥分南侧非通航孔桥、南通航孔桥与主通航孔桥之间非通航孔桥、主通航孔桥与北通航孔桥之间非通航孔桥、北侧非通航孔桥共4个区段，共长约13445米。长白互通匝道桥包括A、B、C、D、E、F共6个匝道桥，共长约3852.4米。
点多线长面广，防护实属不易。为保障大桥运营安全，降低船舶撞击风险，项目首先根据船舶撞击桥梁的风险研究，设置防船舶撞击系统的物理拦截设施，覆盖偏航船舶能到达的桥区海域。
舟岱大桥的物理拦截设施是一种新型材料浮基分级走锚消能船舶拦截设施，由拦阻网、浮基、消能走锚系统等组成，覆盖了三个通航孔两侧和海上互通深水侧，相关技术目前已获得国家专利。
其中，浮基由浮基骨架、支撑架及高分子浮体组成，上挂拦阻网。若干个浮基间隔一定距离排列，拦阻网由浮基支撑，消能走锚系统包含混凝土锚与钢管锚。
“物理拦截设施核心理念是依靠消能锚在水底的走锚消耗船舶的动能，整个拦阻过程随着位移增大，参与协同走锚消能系统数量增加拦阻力就增大，可以拦阻大型船舶，同时高分子复合材料浮体代替传统钢制浮体，强度和耐久性好，为提高该套设备的锚泊系统安全系数留出冗余度，还采用了二级保险措施，增设钢管桩保证在台风等恶劣气候下自身稳定。”项目总承包单位浙江交工集团项目股份有限公司经理王彬解释道，“钓一斤的鱼，可以用手杆直接拉上来；钓10斤的鱼，必须要用海杆放线；如果要钓100斤的大鱼，要一直把这条鱼的力量耗完，才能钓上来。走锚消能就是靠上拔和拖曳锚碇系统把船舶能量消耗掉，让船软刹车在桥位前拦停，进而做到‘船备桥安’。”
漂浮在水上的拦截系统看似简单，但是需考虑海洋环境下耐久性、抗老化、台风、波流力等因素。
近日，记者乘车驶上舟岱大桥，当日海风呼啸，透过护栏，只见绳索连环间的橙色浮基，在惊涛骇浪中稳稳扎根，固守阵地。
王彬介绍，浮基之间的阻拦网由每根碗口粗的HMPE高分子索编织而成，这种绳索和目前我国航母阻拦索出自同一家生产单位，最大拦阻等级为2万载重吨船舶。
“千里眼”“顺风耳”智慧监管
“你已偏离航道，航向航速异常。请及时纠正船舶至正常航路。”
打开舟岱大桥水上监控预警系统，工作人员模拟通过电子系统，提醒舟岱大桥附近海域中偏离主航道、影响周围他船和前方大桥安全的船舶驶入正常航路。
记者看到，该系统在监控屏幕上复刻舟岱大桥周围数十公里的海域空间，大桥及周边设施设备、过往船舶等数字模型清晰呈现，智能监控、预警管理、应急联动、船舶监测、设备管理、在线可视等不同模块内，各种彩色的柱状图、饼状图上，大桥上监测设备实时传输回来的数据一目了然。
浙江未来交通产业发展有限公司项目经理刘金勋介绍，水上监控预警系统利用海图、GIS及BIM技术将桥、海、船、设备、环境等1∶1映射，构建数字孪生模型，将雷视设备群感知到的实时数据与数字孪生模型深度融合，实景演示，打造“身临其境、感同身受”的数字孪生体，做到场景同步、风险同级、行为同频，实现实景漫游、精准定位、智慧决策、靠前指挥、全局操控。
“我们以舟岱大桥为核心布置雷视设备群，构建16公里×20公里的‘桥海一体化’感知空间，建立全天候、无盲区、智能化的桥梁防船撞安全保障体系。系统由1个平台、5大模块、44个子系统、142台监测设备、12台高性能服务器以及全桥18公里光纤网络组成，实现了12项监测预警功能。”刘金勋介绍，这套基于雷视设备群的桥海联动多方协同安全风险防控体系，建立起桥梁与海上船舶的数据联动，通过桥梁信息、船舶航行状态、海上气象水文环境等实时数据，智能分析生成船桥碰撞实时风险等级，采用自动VHF播报、LED爆闪灯、定向高音喇叭等多种手段对风险船舶及时告警。
亮点不止于此，这套系统还构建了基于深度学习网络的交互式船舶运动预测组合模型，能够实现对船舶未来一定时间内的航向、航速和转向率的准确预测，同时兼具气象及水文监测功能，能够实时记录并分析航道的航行条件，为通航安全提供科学依据。
总之，这套集超高、偏航、违规行为、船撞风险概率识别及预警于一身的系统，让舟岱大桥长出了“千里眼”“顺风耳”，可以洞察海面的一切，让船舶实时情况从此变得“看得见”“管得到”，有效提高了大桥运营的抗风险能力和智能化管理水平。
“我们实现了技防、人防、物防，建立起管理、养护、海事等多方协同高效的防船撞击安全风险防控体系，提升了舟岱大桥通航孔桥本质安全水平，使‘一路匠星、美好出行’企业使命植于心、见于行。”浙江交投交通建设管理有限公司总经理金朝阳介绍，舟岱大桥在建设时期就是平安工程的典范，在通车运营后，继续通过首创双重防碰撞预警预控系统，打造跨海跨江桥梁非通防撞示范工程，力争成为跨海大桥平安运营百年的典范，进一步丰富平安百年品质工程的内涵。
