早在2015年,台湾便将传感器和物联网技术用于防灾领域。通过采用传感器,建立桥梁监控预警系统,可监测台风来袭时,河水暴涨冲刷桥墩的状况,从而提前6个小时发出预警,为相关单位基于安全判断是否封桥提供准确依据。
台湾地区的桥梁,资料图
目前,台湾约有2万余座桥梁,不少桥梁年龄已有30到40年的历史。由于年久失修,前些年每逢台风,河水都会暴涨,喝水挟带的大量土石及漂流木,不断冲刷桥墩结构,经常导致断桥意外的发生。
据研究,造成桥梁损害的原因,河水的强力冲刷占了6成,是桥梁安全的最大杀手。因此,台湾相关部门运用物联网技术研发了桥梁预警系统,使管理单位透过云端,就能随时监控桥梁安全状况。
据技术人员介绍,传统桥梁监控是以水位计和流速计,来测量河水表面的流速、高度,以判断桥梁安全。但发生在2000年台湾高屏大桥断桥事件,并非发生在台风溪水暴涨时,而是发生在两天后的溪水消退时。由此可见,测量水面下的流速、河床下桥墩的冲刷深度,便尤为重要。
桥墩河床下的传感器节点,专门监测桥墩被溪水冲刷的深度。资料图
因此,该桥梁监测预警系统在桥上,设置了传感器,用于监测桥体震动数据;在水面下桥墩处,安装了应力传感器,测量水面下水流速度;在桥墩河床以下,也埋设有传感器节点,用于监测桥墩被冲刷的状况。所有的传感器数据,加上桥上的即时影像监控画面,可及时传回至预警系统。。
为让传感器在土石、流木冲击下稳定收集数据,传感节点被包裹在了一种金属圆球内,供电线路及网路经由金属圆筒及钢筋结构保护,河床下桥墩数据被传送到桥上的管理箱,再经由网络或Wi-Fi,传送到云端的预警系统。资料图
此外,在桥体两端还安装了预警用的红绿灯装置,车辆驾驶就可以根据灯号判断桥梁安全。据悉,这套预警系统可以事先判断,提前6小时警告可能发生断桥意外,从警告到实际断桥的时间会视水流、桥墩被冲刷情形而变化。
南京市区的桥梁,资料图
延伸阅读:南昌市正在建设桥梁健康监测系统
4月25日,南昌市城管委发布消息称,为更好维护桥梁,完善设施,南昌市大桥管理处正积极推进各主桥桥梁健康监测系统施工。目前,该套系统线缆铺架工作正在紧张推进中,铺架工作已完成25%。
此次桥梁健康监测系统建设范围包括南昌大桥、八一大桥和生米大桥。该系统将以光纤专线为传输介质,采用数字信号前端采集,本地存储+中心存储模式,以达到所辖桥梁、道路、航道桥墩等24小时实时监测的要求。
据介绍,桥梁健康监测系统包括四大子系统,每个子系统都包含若干个重要端口,采集传递数据,了解各跨江桥梁24小时健康状况。此外,由于数据可保存10年,管理人员能更直观地了解一段时间内跨江桥梁的整体运行状况,得出准确的桥梁各结构健康评估报告。