与当今的许多家用设备一样,现代基础设施正在获得通过无线设备收集和交换有价值数据的能力,这些无线设备可以实时监测建筑物和桥梁的健康状况。但用于地下基础设施的无线系统,如公用管道,在现场测试要困难得多,尤其是在地震等罕见和极端事件期间。
康奈尔岩土工程生命线大规模测试中心的工程师们通过测试加州大学伯克利分校和剑桥大学智能基础设施和建设中心的研究人员开发的几种先进传感器,开始改变这种情况。这些传感器可以一起测量应变、温度、运动和泄漏,安装在一个40英尺长的危险弹性管道上,该管道正在测试地震断层破裂的性能。
管道本身是创新的,由IPEX公司生产,使用一种分子导向的聚氯乙烯材料,经过设计可以拉伸、弯曲和压缩,以承受极端地面变形类似于发生在地震,洪水和建筑相关的活动。来自加利福尼亚州奥克兰和不列颠哥伦比亚省温哥华的工程师们前往伊萨卡岛,观察管道在一个装满80吨土壤的液压驱动的“分裂盆地”中发生的模拟断层破裂。
此次测试是首次将先进传感器用于监测埋地基础设施,并对管道在遭受地面破坏时的伸长和弯曲能力进行了前所未有的观察。
“这是一场精彩的表演。康奈尔大学(Cornell)的岩土工程博士后布拉德·威姆(Brad Wham)说。“与上次的设计相比,它能够容纳50%以上的地面变形。上次的设计是根据康奈尔大学四年前的测试建议进行的。”
这些传感器引起了与会市政工程师的兴趣,他们需要新的方法来监测地下基础设施的性能。随着城市开始采用传感器技术,更多的数据将不仅仅是基础设施的数据,还包括周边环境的数据。
“你可以了解到影响其他建筑的下沉、腐蚀的来源,或者地震或飓风破坏的地理分布,这样你就可以做出更好的应急决策,”Tom O’rourke说,土木与环境工程教授,研究项目首席研究员。
该测试还证明,传感器为IPEX等公司提供了有价值的反馈,这些公司希望推进新产品背后的工程,并提高系统整体性能。
O 'Rourke说:“这是关于为地下生命线系统提供反馈和情报,如供水、电力和电信,这些提供服务和资源,定义一个现代城市。”“我很清楚,在20年内,情报将整合到基础设施的各个方面。”
“我们的愿景是我们的未来基础设施通过感知和适应变化的环境来照顾自己,”伯克利大学教授、伯克利大学和剑桥大学团队的首席研究员Kenichi Soga说。“快速发展的传感器技术和数据分析为我们提供了实现这一目标的机会。”
研究团队正在对管道进行挖掘,并分析由传感器.“这将是革命性的,”Wham说,他补充说,一些设备能够每秒记录多达一千次甚至更多的测量数据。“我们现在有许许多多的数据可以用来测量,这是以前无法实现的。”
了下:M2M(机器对机器)




