工程師利用數(shù)據(jù)傳感器建設(shè)“智能”紀(jì)念大橋

6月10日消息，據(jù)外媒報道，近日，新罕布什爾大學(xué)的工程師在標(biāo)志性的紀(jì)念大橋上設(shè)計了一個“活的”實驗室，可以改變?nèi)藗儗蛄鹤鳛榛A(chǔ)設(shè)施的看法。

傳感器將橋梁變成生活實驗室

該橋?qū)⑿潞辈际矤栔莸臉愦拿┧故信c緬因州的基特瑞市連接起來，并配備了數(shù)據(jù)傳感器，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€自我診斷、自我報告的“智能”橋。現(xiàn)在這座部署了眾多傳感器的橋梁為研究人員、工程師和公眾提供有關(guān)橋梁本身的日常和健康的一系列信息，以及協(xié)助監(jiān)測周圍環(huán)境。

“我們稱它為‘活的橋梁’，因為它可以與我們“交談”，并提供關(guān)于它的健康、它所承受的壓力、它形變的程度、它周圍發(fā)生的事情、甚至在河下發(fā)生的事情等有價值的信息，”土木工程副教授、該項目的首席研究員艾琳·貝爾說。“這座橋不僅僅是為了讓我們過河，它還可以讓我們更多地了解我們周圍的世界?！?/p>

橋梁是日常生活中必不可少的，因此負(fù)責(zé)該項目的研究人員認(rèn)為這是一個擴(kuò)大建筑覆蓋面的獨特機(jī)會。

貝爾說：“修建一座新的橋梁可能會花費社區(qū)數(shù)百萬美元，因此我們可以探索如何通過橋梁來做更多的事情，而不僅僅是運輸人員和貨物”

在這種情況下，紀(jì)念大橋作為地標(biāo)式垂直升降橋安裝了40個自診斷傳感器，為研究人員、工程師和公眾提供有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)性能的信息，如橋上的重量、橋塔在升降過程中的行為、應(yīng)變和加速度以及交通模式、天氣狀況、水位和潮汐信息等。它還將為橋梁設(shè)計工程師提供獨特和創(chuàng)新的信息，以幫助創(chuàng)造具有最大安全性、可靠性和效率的下一代橋梁。

浮動平臺利用渦輪機(jī)和傳感器收集潮汐能數(shù)據(jù)

利用該橋梁位置，該團(tuán)隊擴(kuò)大了橋下的項目，并建造了一個浮動平臺，固定在橋下的橋墩上。它的設(shè)計目的是隨著潮汐的變化升降，并配備了自己的氣象站和傳感器。由于河流被認(rèn)為是一個惡劣的海洋環(huán)境，該平臺可以幫助收集數(shù)據(jù)，如落潮流量、洪水流量和天氣條件。

研究人員在浮動平臺上安裝了一個潮汐渦輪機(jī)，用來測試不同于傳統(tǒng)太陽能電池板的可再生能源的可行性。由工程師和研究生設(shè)計和實施，研究人員認(rèn)為這是第一個位于橋下的同類建筑。由于皮斯卡塔夸河是東海岸最快的通航水道之一，因此嘗試和探索該河潮汐水域的使用是有意義的。

橋梁上安裝的傳感器 資料圖

“令人興奮的是，潮汐能可以很好地預(yù)測，”研究人員說。與由于多云天氣或惡劣天氣而不可靠的太陽能電池板不同，潮汐能更穩(wěn)定，因為我們可以很好地預(yù)測未來的潮汐?！?/p>

從渦輪機(jī)和傳感器收集的數(shù)據(jù)可以在UNH、其他同事和研究人員，甚至在社區(qū)內(nèi)共享。雖然橋梁傳感器將幫助工程師和橋梁設(shè)計師測試未來橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，但該項目網(wǎng)站上提供的其他信息已被用作K-12教育者的教學(xué)工具，讓學(xué)生參與公民科學(xué)項目，以更好地了解流域的作用。還有一款正在開發(fā)中的手機(jī)應(yīng)用程序，不僅可以讓用戶了解橋梁，還可以了解周圍的社區(qū)。

貝爾說：“這是一個極好的機(jī)會，可以讓人們看到基礎(chǔ)設(shè)施的更大作用，以及它如何與社區(qū)互動。”我們的目標(biāo)是思考所有這些東西是如何結(jié)合在一起的，以確保我們從橋梁中學(xué)習(xí)，教育公眾和激勵學(xué)生，不僅是為了下一代橋梁的建造，而是為了下一代?！?/p>