智能基础设施与建设中心(Centre for Smart Infrastructure and Construction)正在利用传感技术的进步,尽可能了解一个城市的基础设施——包括隧道、道路、桥梁、下水道和电力供应——以便在未来对其进行维护和优化使用。
让人兴奋地兴奋不已基础设施因为我们通常直到出了问题才会注意到它。我们希望打开水龙头,流出干净的饮用水。我们希望地铁能正常工作。我们希望轻轻一按开关,灯就亮了。
但想想生活在维多利亚时代伦敦的人们的期望是多么的不同。1858年,未经处理的人类和工业废料直接流入泰晤士河,引发了“大恶臭”,导致霍乱几乎不断爆发。最终,国会大厦里的气味变得非常难闻,以至于窗户上不得不盖上厚厚的窗帘,这促使当时的政客们采取了行动。工程师约瑟夫·巴扎尔杰特(Joseph Bazalgette)赶来救援,为伦敦市中心修建了一个下水道网络,使这座城市摆脱了霍乱疫情。
快速前进的150年,伦敦和英国其他地区通常都是相当不错的形状基础设施 - 明智。然而,文字和比喻裂缝正在迅速出现。The London Infrastructure Plan 2050, launched in 2014, states that the capital should be able to accommodate its growth, at least until 2025, within existing boundaries, but estimates that £1.3 trillion will need to be invested in the city’s infrastructure between 2014 and 2050, an amount more than half of the UK’s current GDP.
“现有和未来的基础设施,对于支持经济增长和生产力至关重要 - 因此我们必须有效地预测和计划,以有效地为社会的不断变化的需求,”剑桥工程系勋爵教授说。
剑桥智能基础设施和建设中心(CSIC)主任詹妮弗·斯库林博士补充说:“我们不能仅仅通过建造来解决这个问题——我们根本没有足够的空间。”“我们必须利用现有的基础设施,并从中获得越来越多的资源,在合适的时候,我们可以同时建设新的基础设施。”
CSIC,由工程和物理科学研究委员会和创新英国创新的创新和知识中心,致力于弥合大学研究与工业群体在“智能”基础设施领域之间的差距。
由于过去20年的技术进步,传感器现在可以直接嵌入我们的城市结构,提供有关特定道路、隧道、桥梁、建筑或任何其他基础设施的“健康”的有价值的信息。这些信息可以帮助在问题变得严重之前发现问题,并帮助最大限度地利用现有的基础设施,这在英国这样一个拥挤的小国尤其重要。
在整个复杂的基础设施供应链中,中船重工与不同的公司和组织合作:从业主和运营商,设计师和建筑商,到承包商和维护人员,帮助他们最大限度地利用传感技术,以及我们每天依赖的基础设施。
由于它成立于2011年,CSIC已建立了40多个行业合作伙伴的网络,包括建筑业的一些最大的公司,包括Laing O'Rourke,Arup和Atkins。它还致力于英国的一些基础设施项目,例如Crossrail和国家电网电源隧道。
斯库林说:“因为建筑行业是根据可靠性和安全性来判断的,这是一个保守的行业,所以我们必须真正展示我们的技术和方法,以证明它们是有效的。”“保守的行业很难抓住复杂的项目,所以我们非常努力地开发一致的方法,这样我们就可以培训行业使用我们开发的技术。”
CSIC的主要行业合作伙伴,建筑和开发公司Skanska之一最近成立了自己的公司,该公司将在他们最近在伦敦投入的项目中成功使用它之后,可以使CSIC开发的技术。该公司正在拆除一座12层楼的建筑,将其替换为伦敦市中心的16层大楼,位于隧道,运输,基金会,下水道等复杂的地下网上。
Skanska与CSIC合作,在拆除建筑桩基之前将光纤嵌入其中,以确定现有的桩基是否可以再次使用,或必须完全替换以支持新建筑。光纤数据显示,基础没有完全取代,常见的做法,不仅挽救了公司£600万,六个月添加项目,但也获得了公司的可持续性奖避免浇注混凝土的大量需要全新的桩基础。
另一个CSIC项目最大限度地提高现有基础设施的价值是一种希望从伦敦地下提取热量,以加热和冷却其上方的建筑物。工程系中Ruchi Choudhary小组的研究人员正在建模可以从管中提取的热量,可以加热或冷却多少建筑物,以及如何受到未来气候变化的影响。与能量密集的传统冷却相比,这些地热系统提供了潜在的节能冷却解决方案。
乔杜里说:“一个城市的基础设施会产生许多垃圾流:伦敦地铁产生的热量就是一个典型的例子,导致地铁站严重过热。”“模拟模型使我们能够量化可通过地热钻孔有效利用的浪费能源,这使我们有可能以更协同的方式运行我们的基础设施的可行性和好处。”
斯库林补充说:“如果说我们在这个国家真正擅长的是什么,那就是让我们维多利亚时代的基础设施——比如约瑟夫·巴扎尔杰特设计的设施——运转良好。”“我们需要考虑基础设施给我们的城市带来的价值,这将帮助我们弄清楚我们应该在何时何地进行新的投资,以及这将对一个城市产生什么影响。如果我们通过数据真正了解我们的基础设施,就有巨大的机会真正改变我们的城市未来的表现。”
梅尔补充说:“我们的城市将定义社会的未来,配备现代传感器的智能城市基础设施对于实现所需的转型影响至关重要。”
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