早在2015年,臺灣便將傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術用于防災領域。通過采用傳感器,建立橋梁監(jiān)控預警系統(tǒng),可監(jiān)測臺風來襲時,河水暴漲沖刷橋墩的狀況,從而提前6個小時發(fā)出預警,為相關單位基于安全判斷是否封橋提供準確依據(jù)。
目前,臺灣約有2萬余座橋梁,不少橋梁年齡已有30到40年的歷史。由于年久失修,前些年每逢臺風,河水都會暴漲,喝水挾帶的大量土石及漂流木,不斷沖刷橋墩結構,經(jīng)常導致斷橋意外的發(fā)生。
據(jù)研究,造成橋梁損害的原因,河水的強力沖刷占了6成,是橋梁安全的最大殺手。因此,臺灣相關部門運用物聯(lián)網(wǎng)技術研發(fā)了橋梁預警系統(tǒng),使管理單位透過云端,就能隨時監(jiān)控橋梁安全狀況。
據(jù)技術人員介紹,傳統(tǒng)橋梁監(jiān)測是以水位計和流速計,來測量河水表面的流速、高度,以判斷橋梁安全。但發(fā)生在2000年臺灣高屏大橋斷橋事件,并非發(fā)生在臺風溪水暴漲時,而是發(fā)生在兩天后的溪水消退時。由此可見,測量水面下的流速、河床下橋墩的沖刷深度,便尤為重要。
因此,該橋梁監(jiān)測預警系統(tǒng)在橋上,設置了傳感器,用于監(jiān)測橋體震動數(shù)據(jù);在水面下橋墩處,安裝了應力傳感器,測量水面下水流速度;在橋墩河床以下,也埋設有傳感器節(jié)點,用于監(jiān)測橋墩被沖刷的狀況。所有的傳感器數(shù)據(jù),加上橋上的即時影像監(jiān)控畫面,可及時傳回至預警系統(tǒng)。
為讓傳感器在土石、流木沖擊下穩(wěn)定收集數(shù)據(jù),傳感節(jié)點被包裹在了一種金屬圓球內,供電線路及網(wǎng)路經(jīng)由金屬圓筒及鋼筋結構保護,河床下橋墩數(shù)據(jù)被傳送到橋上的管理箱,再經(jīng)由網(wǎng)絡或Wi-Fi,傳送到云端的預警系統(tǒng)。
此外,在橋體兩端還安裝了預警用的紅綠燈裝置,車輛駕駛就可以根據(jù)燈號判斷橋梁安全。據(jù)悉,這套預警系統(tǒng)可以事先判斷,提前6小時警告可能發(fā)生斷橋意外,從警告到實際斷橋的時間會視水流、橋墩被沖刷情形而變化。