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无锡高架桥坍塌敲响警钟!未来我们能利用物联网做什么?

日期:2019-10-17 / 人气:

10月10日傍晚时分,江苏省无锡市312国道上一处跨桥出现桥面侧翻,整体坍塌,共造成3人死亡,2人受伤。


据报道,当时桥面上的一辆卡车沿倾斜桥面滑落,而桥下正在转弯通行的两辆私家车瞬间被压,另有一辆无人停放小车被压。


在现场,黄色小车从前挡风玻璃处被压断,后半段车完全被压在桥底,而白色小车只露出一个被砸到扭曲的前车盖。

事发后,交通运输部专家组赶赴现场指导事故调查,无锡市也成立事故调查组。网友的疑问也随着调查慢慢有了答案。经初步分析,跨桥侧翻系运输车辆超载所致。


据《财新网》对现场桥梁专家采访,事故或并非单一车辆超载所致。事发当时有多辆超载大货车,导致该路段桥面立柱的盖梁被破坏,桥面发生侧翻倾覆。


无独有偶,就在十天之前,也就是举国欢庆的10月1日当天,台湾省宜兰县有着21年桥龄的重要地标——南方澳跨港大桥突然坍塌,事故已经造成6人死亡、多人受伤。


近年来,全国多地发生新建大桥坍塌事故,大型桥梁 “非正常死亡”现象愈演愈烈 ,据不完全统计,在2007年至2011年5年间,全国已经有至少17座大型桥梁发生垮塌事故,造成270人死亡、111人受伤、23人失踪。

大桥“连连塌”事件无疑为人们敲响了警钟,惊心之余,大家也在积极讨论如何才能减少甚至杜绝此类悲剧的发生。除了专家认真调查原因吸取教训,管理者主动承担责任,执法机构严格执法,立法机构对症立法之外,也有网友设想能否通过科技手段解决这一问题。


事实上,早已经有类似的解决方案在上海、武汉等地施行,物联网技术在结构监测领域的应用案例也屡见不鲜。

物联网在桥梁监测中的应用


桥梁是连接现代交通的“咽喉”,然而其一旦建成投入使用后,就会进入不断退化、老化的阶段。

由于反复承受着车轮的磨损、冲击,遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀破坏,桥梁部分建筑材料的性质随着使用时间的增长会发生衰变,桥梁的安全性能会受到影响。同时有些桥梁的设计和施工达不到应用的要求,加上近几年我国交通和重型汽车数量的不断快速增长,种种因素累积,造成桥梁倒塌悲剧的发生。


一系列令人触目惊心的桥梁坍塌事故,提醒我们必须高度重视桥梁的健康检测与安全评估,及危桥的损伤检测和监控,争取消除隐患。所以对桥梁健康状况进行监测和评价,掌握其健康状况是有非常重要的意义。桥梁结构的监测也就成为桥梁结构安全养护和保障正常使用的主要技术手段。

显然,监测的过程仅靠人力是不可能的——费时费力费成本不说,还无法做到监测的实时性,像上文中提及的“南方澳大桥21年未做独立检测”的现象绝非个例。因此,物联网技术在远程桥梁结构健康监测中,成为一个不可缺少的重要环节。

讯商WMS看来,物联网技术应用于桥梁监测主要体现在两个方面:

1、应对货车超载

在高架桥两端加装路面压力传感器,通过物联网进行车辆载重和类型识别,和摄像头联接获取违规车辆的车牌信息,在进行分级实时告警的同时,还可以统计路面总体载荷。

2、对桥梁健康状况进行日常监测

在大桥中植入若干个不同种类的传感设备,另设立汇集节点/网关和实时监测平台,利用低功耗广域网等技术无线传输监测数据并发送数据至汇集节点,再将数据传入平台层进行储存、处理与分析,并根据分析结果及时采取应对措施,比如当桥梁极限承载力损失严重时,考虑将其拆除。

其次,技术人员还会到现场对桥梁外观进行检查,并将检查结果通过手机APP上传。各级管理人员或技术人员可以通过任何一台电脑的浏览器或手机APP进行登录访问,实时掌握这42座桥梁的健康状况,有助于技术人员及时处理突发事件、及时修复病害桥梁、确保桥梁运营安全。

另外,“智慧桥梁”系统还能自动生成维修建议,并通过查阅系统中的监控视频、检测数据,为事后追溯、索赔提供依据。

物联网在结构监测中的应用


当然,不只是桥梁,随着中国大规模基础建设浪潮的渐渐消退,隧道、楼宇、轨道等各种结构物都开始进入长期的运营使用阶段。但是,在各种自然界的不确定外力加载下,以及经济发展的需求,致使各种结构物超载疲劳运营现象普遍出现。

然而,前期的设计、施工并不能确定结构物是否正常运营,必将需要一种更实时、快捷的方式对运营状态进行全面的精细化监测,尤其是对已经服役多年的老旧结构物。物联网结构监测的市场现状如下图:


因而近年来,物联网在结构监测领域正发挥着越来越重要的作用。

物联网智库之前曾报道过,以LoRa为代表的低功耗广域网络具有的超低功耗、更广覆盖、超大连接、低成本、高穿透等特点不仅能满足不同结构物在各种复杂环境下的大连接、高穿透等的监测需求,而且能为其提供精细化监测解决方案。

结构监测前景大有可为


中国结构监测的市场刚刚起步,结合着物联网,智慧城市的发展,未来五年内会滋生出数十亿的市场份额,同时随着现有建筑物的逐步老化,市场还会越来越大。鉴于传感器的生命周期一般为8年左右,所以也是一个无限循环的市场。如果新建筑物在施工阶段就采用物联网结构监测方案,那么整个市场无疑会扩大很多。


据统计,截止2015年,国内现有大小桥梁70多万座,隧道8000多座(总长度4000多公里),地铁总长度超过3000公里,大型体育场馆上千座,老旧建筑,高层建筑数量庞大,未来都有实时在线监测预警的需求。


希望未来物联网技术也能在防灾防害、保护人民生命财产安全方面发挥越来越重要的作用。

本文标签 物联网 作者:讯商WMS