研究發現北美橋梁風險已是全球最高

一項針對全球大型橋梁的最新研究顯示，北美和非洲的橋梁目前面臨著全球最高的失效風險，其中北美橋梁的整體狀況在各大洲中最為堪憂。研究團隊建議，借助衛星雷達進行持續監測，有望在結構問題釀成災難性坍塌之前發出預警，改變各國基礎設施風險管理方式。

該研究由美國休斯頓大學土木與環境工程副教授 Pietro Milillo 及其國際合作團隊完成，對全球 744 座長跨橋梁進行了系統分析。結果發現，北美大量橋梁建于 20 世紀 60 年代，如今正集中步入或超出原有設計壽命，老化問題突出；非洲橋梁的整體風險水平也緊隨其后。研究指出，傳統的巡檢和監測手段難以及時全面反映這些關鍵結構的真實健康狀況，亟需新工具介入。

Milillo 指出，利用合成孔徑雷達（SAR）開展的空間監測可以定期覆蓋全球超 60% 的長跨橋梁，并依托長期積累的數據進行趨勢分析。團隊采用多時相干涉合成孔徑雷達（MT-InSAR）技術，通過處理具有穩定散射特性的“持續散射點”像素，能夠探測到以毫米計的微小形變，無論是橋體結構本身的緩慢位移，還是滑坡、地基沉降等地質因素導致的變形，都可以被捕捉并納入風險評估。

相比之下，現有的橋梁安全管理更多依賴人工現場檢查以及少量安裝有結構健康監測（SHM）傳感器的重點橋梁。人工巡檢不僅頻次有限、主觀性強，而且通常以一年或兩年為周期，容易錯過早期劣化跡象；而傳感器方案成本較高，目前全球不到 20% 的長跨橋梁配置了此類系統。這意味著，在相當多的關鍵節點上，管理部門對橋梁真實狀態缺乏連續、客觀的數據支持。

研究團隊認為，遙感監測并不是要取代傳感器和人工檢查，而是發揮互補作用，幫助降低維護成本、提高風險識別效率。通過將 MT-InSAR 數據與現有傳感器信息、現場檢查結果等納入同一風險評估框架，可以在不增加大量現場工作量的前提下，為橋梁結構脆弱性評分提供更精細的量化依據。在此過程中，來自歐洲“哨兵－1”衛星以及美印聯合的 NISAR 等雷達衛星的數據，將成為支撐全球橋梁“體檢網絡”的重要來源。

研究顯示，將衛星數據引入評估模型后，可顯著降低對單座橋梁現狀判斷的不確定性，從而更準確地劃分風險等級并優化養護優先級排序。這對于資金和技術資源有限、難以大規模部署傳感器和頻繁巡檢的地區尤為關鍵，有望幫助相關部門將有限的維護資源集中投入最需要的關鍵結構。

論文作者之一、來自代爾夫特理工大學和巴斯大學的 Dominika Malinowska 強調，MT-InSAR 在學術界已經是成熟的橋梁監測技術，但在工程實踐和政府部門的日常管理中尚未得到廣泛應用。她表示，這項研究提供了全球尺度上的系統證據，證明該技術具備立即投入使用的可行性，可為各國橋梁安全管理提供一種可擴展的新工具。

這項題為《利用 InSAR 數據提升長跨橋梁全球地質災害風險評估》的研究已發表于《自然·通訊》期刊。研究部分工作由美國國家航空航天局（NASA）的商業小衛星數據科學分析項目和十年調查孵化計劃資助，凸顯空間遙感技術在未來基礎設施安全管理中的戰略意義。