Сегодня мосты визуально осматривают группы инженеров, которые болтаются под мостом на тросах или смотрят на мост с возвышенной рабочей платформы. Это медленный, опасный и дорогостоящий процесс, и даже самые опытные инженеры могут не заметить трещины в конструкции или другие критические недостатки.Новая система мониторинга мостовВ системе обнаружения, разработанной Бабаком Моавени, доцентом кафедры гражданского и экологического строительства инженерной школы Тафтса, интеллектуальные датчики постоянно прикреплены к балкам и стыкам мостов.
Каждый датчик может непрерывно регистрировать вибрации и обрабатывать записанный сигнал. По его словам, изменение реакции на вибрацию может означать повреждение.Моавени, получивший грант от Национального научного фонда (NSF) на свои исследования, сотрудничает с доцентом Тафтса по электротехнике и компьютерной инженерии Усманом Ханом над разработкой беспроводной системы, которая будет использовать автономных летающих роботов (квадрокоптеры) для зависания вблизи. датчики и собирают данные, делая визуальные изображения состояния моста. Роботы, похожие на дроны, будут передавать данные в центральную точку сбора для анализа.
Хан получил в начале этого года премию NSF за раннюю карьеру в размере 400 000 долларов за исследование этой технологии, которая требует решения серьезных проблем с навигацией и связью, прежде чем она станет надежным инструментом проверки.В недавнем отчете администрации Обамы, в котором анализировалось состояние транспортной инфраструктуры, указывается, что по всей стране 25 процентов из приблизительно 600 000 мостов находятся в таком плохом состоянии, что они не могут справляться с ежедневным автомобильным движением. В докладе говорится, что в Массачусетсе более 50% из 5136 используемых мостов неисправны.
Работа Моавени и Хана может помочь контролировать мосты и выявлять те, которые находятся в опасности, более точно, чем существующие методы. После установки датчики будут предоставлять информацию о состоянии мостов, которую невозможно получить только визуальным осмотром, и позволят властям идентифицировать и сосредоточить внимание на мостах, которые требуют немедленного внимания.
В 2009 году Моавени установил сеть из 10 проводных датчиков на пешеходном мосту длиной 145 футов в кампусе Тафтса в Медфорде / Сомервилле. В 2011 году Моавени добавил почти 5 000 фунтов бетонных грузов на мостовую площадку, чтобы смоделировать последствия повреждения моста — нагрузка находится в пределах допустимой для моста нагрузки.
Подключенные кабелями, датчики регистрировали показания уровней вибрации, когда пешеходы пересекали пролет до и после установки бетонных блоков. По изменениям в измерениях вибрации Моавени и его исследовательская группа смогли успешно идентифицировать смоделированные повреждения на мосту, подтвердив свою систему мониторинга на основе вибрации.По словам Моавени, главной целью его исследования является разработка компьютерных алгоритмов, которые могут автоматически обнаруживать повреждения моста по изменениям в измерениях его вибрации.
Его работа продолжается. «Прямо сейчас, если мост серьезно поврежден, мы уверены, что сможем точно обнаружить это. Задача состоит в том, чтобы построить систему, которая улавливает небольшие, менее очевидные аномалии».