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工程师计划NYC大号火车“智能”隧道,以避免可怕的关机

通过康奈尔大学|2019年1月24日

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虽然在十二月初的事件来说,兰斯·柯林斯,工程的约瑟夫·希尔伯特院长,发现他的手机接收消息的一个不寻常的数字。他继续他的演讲,不知道,直到后来他被代表纽约州州长安德鲁科莫的联系一个特殊的项目。

州长想问柯林斯关于纽约市的Canarsie隧道,连接曼哈顿布鲁克林一个重要的水下地铁路径的一些问题。从超级台风桑迪洪水在2012年曾严重受损的百年老隧道,它被设置为关闭了15个月从4月份开始修理。隧道器的L一条龙服务的关闭是,因此由在纽约的通勤可怕的是有些人戏称它是“L-pocalypse。”

但由于常春藤别出心裁 - 工程 - 有一个很好的机会,“L-pocalypse”不会降临的大苹果。什么开始有一些问题产生了一个全新的计划,以避免停机,也许一个新的型号为重大基础设施项目如何进行评估。

评估的问题

柯林斯和库莫参加了一个电话会议,与会的还有一些官员和工程师,其中包括汤姆·奥洛克(Tom O’rourke),他是托马斯·r·布里格斯(Thomas R. Briggs)的土木与环境工程教授,在地下基础设施和交通系统方面有专长。

“科莫表示,他希望新的一双眼睛看隧道计划。他想让我们看到,如果我们认为这是最佳的前进道路,或者如果我们有任何替代的想法,可以帮助保持隧道运作,”柯林斯说。

小组讨论了需要对隧道进行的工作,该隧道的一部分已经开始被六年前淹没的盐水侵蚀。它的混凝土边墙——延伸隧道长度的2英尺宽的走道——在一些地区正在恶化,危及轨道,暴露了包裹在里面的电力和信号电缆。

通话结束后不久,柯林斯和奥罗克接收了隧道的详细分析以及拟康复计划。该报告的深入审查后,他们被要求参加与哥伦比亚大学科莫和工程学教授,包括玛丽·博伊斯,工程和应用科学的华富基金学院院长隧道的午夜之旅。

随着手电筒,安全帽等防护装备,球队陷入在凌晨12月14日的他们观察了隧道,虽然benchwall的一些地区仍然完好,别人已经开始崩溃。在其他地区,benchwall历任海绵,吸收,反过来,被腐蚀内部的电缆盐水。

柯林斯称这次旅行对工程团队来说是一次知识性和令人振奋的经历。他补充说,科莫也同样参与其中。

柯林斯说:“我对监狱长关于隧道细节的命令感到吃惊。“如果你想想管理一个州政府所需要的一切,你就会认为他不会有这种程度的理解。这是令人印象深刻的。”

当天晚上晚些时候,救援队出来了,准备继续挖掘。

提出新的解决方案

康奈尔大学和哥伦比亚大学的工程师开始研究不同的康复方案。他们的工作协作,通过冬歇期,大多是在纽约市,使他们能够交换意见,并开始替代方案拼凑现有的康复计划。他们参观了哈得逊河隧道,从城市交通管理局(MTA)和Amtrak官员,有问个不休顾问广泛征求意见,并研究了国家的最先进的在其他大的城市,包括香港,伦敦和利雅得铁路隧道。

最终结果是:翻新Canarsie隧道,同时保持它的操作,安全,按时,按预算的提案。晚上和周末关闭将是必需的,但只有在隧道的两个轨道的一个收于时间将,允许连续工作。

“这确实是一个独特的设计,独特的系统,”科莫说,他宣布了1月3日新闻发布会上的新建议。“它的速度更快,更便宜,这比我们一直在做,现在更好的方式。”

相反,benchwall内更换电缆英里,因为原计划提议的,托架系统将在隧道一侧暂停新的电缆。这将允许现有的电缆继续列车牵引而新的电缆安装及防火材料夹套。并且代替费力更换benchwall的32000英尺,该计划提出了壁保持,其中结构上稳定的和在需要的地方可以用纤维增强的聚合物包裹强化。

支架系统已经在现代的地铁隧道施工中使用和防火材料在航空工业中使用,但也已经应用到这种类型的康复项目,根据科林斯,谁说,纤维增强聚合物包裹是也有成熟的技术与其他基础设施项目借来的。

“今天抱团那是在地震受损桥梁的支柱是使用,”柯林斯说。“这比benchwall一个更为结构性挑战性的环境。我们只是使用它的一个非常不同的应用程序。”

为了监测Canarsie隧道的内部,“智能”光纤传感器电缆将沿着剩余benchwall运行以检测小的变化或裂纹。像其他的技术,它已被证明有效的项目在美国境外,并甚至在奥罗克的康奈尔大学的实验室进行测试。

奥罗克说,从光纤电缆获得的数据将让工程师进一步了解Canarsie隧道的病情比以前。

O ' rourke说:“光纤和其他拟议中的传感器使我们能够创建一个‘智能’隧道,在系统能力严重丧失之前,可以检测到结构完整性的微小变形和变化。”他补充说,该计划还需要一个补充的高分辨率激光雷达系统——一种激光探测技术——来定期绘制隧道表面的地图,并监测其恶化情况。

一个领导国家的机会

柯林斯说,他对原来的康复计划印象深刻,并强调说,如果没有已经完成的全面工作,就不可能构思出新的建议。但他补充说,让一组外部专家重新审查该计划并“试验”是一个很好的想法,在未来可以复制。

“我认为这是重大基础设施项目可以如何进行案例研究,”柯林斯,谁指出,学术界是找到与新兴技术和外的创造性思维的知识专家的好地方说。

“Technology is typically advanced through the integration of existing innovations as opposed to the invention of something completely new from whole cloth,” said Collins, “and that’s what we were able to do, come up with a creative solution that weaves proven technologies into an integrated system.”

O’rourke指出,利用智能传感器技术修复隧道为纽约的机构和工程公司提供了一个巨大的机会,可以与大学合作,并在开发智能基础设施方面发挥领导作用。

“这种转变从目前的实践中建设的分布式传感器和人工智能授权的范例,”奥罗克说。“这是一个重要的进步作为国家面临解决其老化的基础设施,更有效的人,不仅在纽约,但美国各地带来的服务和资源的挑战。”

市官员希望能够装修大约在四月开始,按原定计划,但在服务剩余这段时间用L列车。


了下:AI•学习机,基础设施


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