Смартфоните на шофьорите могат да помогнат за прогнозиране (и предотвратяване) на срутване на мост

Сподели

Мониторингът на структурната цялост на силно използвани и стареещи мостове е сложна работа, която често включва масиви от скъпи сензори, но ново изследване показа как един ден смартфоните могат да свършат тежката работа. Учените показаха как едно приложение може да се използва за откриване на фини вибрации, които показват вероятността от срутване на моста, засаждайки семената за евтино решение за краудсорсинг за поддържане на такава изключително важна инфраструктура.

За да проследят здравето на моста, инженерите ще се настроят към естествените вибрации, известни като модални честоти, които могат да се променят с времето, за да разкрият промени в целостта на конструкцията. Това може да се постигне чрез сензори като акселерометри, които са поставени на моста, въпреки че видяхме как безжичните сензорни системи могат да предложат по-евтин път напред, а също и как автономните дронове могат да рационализират тези видове операции.

Вместо това авторите на новото проучване са се опитали да се докоснат до съществуващите сензорни системи в ежедневните смартфони. Екипът изгради приложение, базирано на Android, специално за събиране на данни от акселерометър на смартфон за модални честоти от превозни средства, преминаващи по мостове. Идеята беше да ги накараме да работят и да видим доколко данните съвпадат с тези, събрани от традиционен набор от сензори за наблюдение на мостове.

Това беше тествано на моста Golden Gate Bridge, като изследователите преминаха през моста 102 пъти с работещо приложение и също така помолиха шофьорите на Uber да направят същото за 72 пътувания. След това данните бяха сравнени с данните за модалната честота от набор от 240 традиционни сензора, които бяха прикрепени към моста Golden Gate в продължение на три месеца. Екипът установи, че телефонните данни отразяват точно данните, събрани от традиционните сензори, предлагайки близко съответствие за 10 вида нискочестотни вибрации, които инженерите разглеждат в тези случаи. В пет случая изобщо нямаше разлика.

„Успяхме да покажем, че много от тези честоти съответстват много точно на видните модални честоти на моста“, каза авторът на изследването Паоло Санти, главен научен сътрудник в Senseable City Lab на MIT.

Мостът Golden Gate е висящ мост, тип, който представлява само 1% от всички мостове в САЩ. За да разшири тези открития и да проучи как технологията може да се приложи към по-малки бетонни мостове, които съставляват около 41 процента, екипът се обърна към мост от този тип в Чампино, Италия.

Тази част от проучването включва 280 пътувания на превозно средство над моста с приложението за смартфон на борда, като данните са сравнени с тези от набор от шест сензора, които са били прикрепени към моста в продължение на седем месеца. Въпреки че изследователите са открили разминаване в данните за определени модални честоти до 2,3%, те са ентусиазирани относно потенциала, тъй като това е подобрение спрямо разминаването от 5,5%, наблюдавано при по-малки данни sat. Това предполага, че разширяването на данните чрез повече пътувания може допълнително да усъвършенства точността на техниката.

„Имаме още работа за вършене, но вярваме, че нашият подход може лесно да бъде разширен – чак до нивото на цяла държава“, каза съавторът Карло Рати. „Може да не достигне точността, която човек може да получи с помощта на фиксирани сензори, инсталирани на мост, но може да се превърне в много интересна система за ранно предупреждение. След това малки аномалии биха могли да подскажат кога да се извършат допълнителни анализи.

Екипът също така разгледа как включването на този вид данни от смартфон в плановете за поддръжка на мостове може да повлияе на тяхната дълготрайност и изчисли, че мониторингът на мобилни устройства може да добави между 15 и 30% допълнителни години към експлоатационния им живот.

„Тези резултати предполагат, че масивни и евтини набори от данни, събрани от смартфони, могат да играят важна роля в наблюдението на здравето на съществуващата транспортна инфраструктура“, пишат авторите.

Изследването е публикувано в списанието Комуникационно инженерство.

източник: MIT



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели