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千億物聯網項目都是什么樣的?
時間:2021-02-03 17:01:25 瀏覽:34

從2020年5月5日下午到6日中午的20個小時左右,廣東虎門大橋經歷了多次異常搖晃,引起外界的關注。隨后,相關專家前往現場進行調查,初步確定振動是由于跨橋護欄連續設置水馬,破壞了橋梁流線型斷面,造成特定風環境條件下橋梁的渦振。

但專家組表示,虎門大橋是懸索橋,結構安全可靠,不會影響后續使用的結構安全性和耐久性。

但并不是所有的橋梁和高速公路都那么幸運的抵抗外力。去年10月,臺灣省宜蘭縣有21年歷史的南澳跨海大橋和無錫高架橋因外力倒塌。

近年來,我國重型車輛造成的交通壓力增大,惡劣天氣造成的腐蝕性越來越高,對已經使用了一定時間的基礎設施造成了負面影響。因此,橋梁健康檢測、結構安全評估和損失監測尤為重要。

其實虎門大橋作為重要的交通樞紐,有監控系統。橋梁設計之初增加了GPS位移、應變實時、長期變形、超載等監測系統,可以實時獲取橋梁的應力、工作狀態、抗風、抗震等結構參數,實現橋梁的安全監測。

從虎門大橋監控系統的表現來看,融合物聯網的基礎設施監控系統市場將加速擴張。數據顯示,目前我國鐵路運營里程12.9萬公里,橋梁20萬座;公路總里程14.26萬公里,橋梁82.55萬座;還有2萬多座水電站、200多個機場等其他大型公共基礎設施。并非所有這些基礎設施都有完整的安全監控系統;此外,在新基礎設施的支持下,相關監控系統的需求和市場將會增加。

物聯網在橋梁監控中的應用

事實上,上海、武漢等地已經實施了類似的解決方案,物聯網技術在結構監測領域的應用案例并不少見。

具體來說,一個完整的物聯網監控系統包括數據采集、數據傳輸、數據中間站和應用終端。

數據采集包括智能傳感器、傳感器網絡和巡檢終端;數據傳輸包括LoRa、NB-IoT等。數據中間平臺包括數據管理、分析和可視化平臺;應用層對應的是各種基礎設施,如軌道交通、能源行業等安全性要求較高的領域。

作為連接現代交通的“咽喉”,橋梁一旦投入使用,將進入不斷退化老化的階段。

近年來,相關橋梁損壞甚至坍塌事故提醒我們,必須高度重視橋梁健康檢查和安全評估,以及危險橋梁損壞檢查和監測,努力消除隱患。因此,對橋梁進行監測和評估,掌握其健康狀況具有重要意義。橋梁結構監測已成為橋梁結構安全維護和正常使用的主要技術手段。

但是單純依靠人力是不可能的,費時費力,成本高,不能實時監控。上述“南澳跨海大橋21年未獨立測試”的現象絕不是個案。因此,物聯網技術已經成為遠程橋梁結構健康監測中不可缺少的重要環節。

港珠澳大橋。

物聯網技術在橋梁監控中的應用主要體現在兩個方面

1、處理貨車超載。

高架橋兩端安裝路面壓力傳感器,記錄車輛荷載、車型識別、違章車輛牌照等信息??梢酝ㄟ^物聯網獲得,同時可以統計整體道路負荷。

案例:

交通設施智能管理平臺已在上海試運行。未來,一旦超載貨車違章行駛在高架橋梁上,橋上埋設的線圈會自動感應到輕微的應力變化,并同步向智能管理平臺報警,從而實時監控各設施的負荷和運行狀態。

一旦出現超載車輛,傳感器會實時感知并自動報警給監控平臺,工作人員會上報信息,執法人員會及時處理違章車輛。目前,該技術已在松江陳達大橋投入試運行。

2.松江陳達橋。

橋梁健康狀況的日常監控。

橋上植入了幾種不同類型的傳感裝置,并設置了采集節點/網關和實時監控平臺。利用LPWAN等技術將監測數據無線傳輸并發送到采集節點,然后將數據傳輸到平臺層進行存儲、處理和分析,并根據分析結果及時采取相應措施。比如當一座橋梁的極限承載力嚴重喪失時,考慮拆除。

案例:

在武漢,中鐵橋梁研究所的技術人員為42座橋梁安裝了15種傳感器和1929套硬件設備,達到25種,共計3053套。技術人員使用這些傳感器和硬件設備來監控關鍵參數,如結構安全性(即應變、裂縫、位移、撓度、傾斜度、溫度和濕度)、車輛荷載(即車輛類型、車速、車輛重量、軸重和車輛長度)、傾覆和滑動(即應變、位移、傾斜度)、沉降和橋面線形(即撓度、GPS)。

武漢長江大橋。

各種監測數據,如橋梁結構狀況、基礎沉降、車輛監測快照等。,將通過互聯網實時存儲在數據中心服務器上,實現“一橋一檔”的電子戶籍管理。

其次,技術人員會去現場檢查橋梁的外觀,并通過手機app上傳結果。各級管理人員或技術人員可以通過任何一臺電腦的瀏覽器或移動APP登錄訪問,實時掌握這42座橋梁的健康狀況,及時處理突發事件,修復患病橋梁,保障橋梁運營安全。

此外,“智能橋梁”系統可以自動生成維護建議,并通過查閱系統中的監控視頻和檢測數據,為事件發生后的跟蹤和索賠提供依據。

物聯網在結構監測中的應用

當然,不僅僅是橋梁,隧道、建筑物、軌道等構筑物也會開始進入長期運營使用階段。然而,在自然界各種不確定外力和經濟發展需求的影響下,結構超載和疲勞運行的現象時有發生。

但是早期的設計和施工并不能確定結構是否處于正常運行狀態,這就需要一種更加實時、快捷的方式來全面、精細地監測運行狀態,尤其是對于已經服役多年的舊結構。

結構監測前景廣闊。

中國的結構性監測市場剛剛起步,結合物聯網和智慧城市的發展,預計未來五年將產生數十億的市場份額。同時,隨著現有建筑的逐漸老化,市場會越來越大。由于傳感器的生命周期一般在8年左右,所以基本上是一個無限的市場。如果在新建建筑施工階段采用物聯網結構的監控方案,整個市場無疑會擴大更多。

比如一座普通的200米橋梁的監控費用約為10萬,一條隧道的監控費用約為5萬,一條地鐵的監控費用約為5萬,一座體育場的監控費用約為100萬,一座高層建筑的監控費用約為30萬。

據統計,截至2015年,全國大小橋梁70多萬座,隧道8000多條(總長度4000多公里),地鐵3000多公里,大型體育場館數千座,老舊建筑和高層建筑大量出現,未來都將有實時在線監測預警的需求。

同時,日益增多的地質災害也是一個巨大的監測市場。我還記得,2018年5月9日,成都高新區和成都高新減災研究所在成都高新區60個社區推出地震預警“大喇叭”,通過社區廣播、手機、電視提供地震波到來前的預警,從而為人們規避風險爭取到寶貴的時間。

在虎門大橋上“深呼吸”的同時,我們看到了物聯網監控系統在舊基礎設施中的安全責任和責任。同時也要看到,在新舊基礎設施需求同時增加后,物聯網市場會進一步擴大。

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