工程师利用数据传感器建设“智能”纪念大桥

纪念大桥作为地标式垂直升降桥安装了40个自诊断传感器,为研究人员、工程师和公众提供有关桥梁结构性能的信息,如桥上的重量、桥塔在升降过程中的行为、应变和加速度以及交通模式、天气状况、水位和潮汐信息等。

  传感器专家网6月10日消息,据外媒报道,近日,新罕布什尔大学的工程师在标志性的纪念大桥上设计了一个“活的”实验室,可以改变人们对桥梁作为基础设施的看法。

工程师利用数据传感器建设“智能”纪念大桥

       传感器将桥梁变成生活实验室

       该桥将新罕布什尔州的朴茨茅斯市与缅因州的基特瑞市连接起来,并配备了数据传感器,将其转变为一个自我诊断、自我报告的“智能”桥。现在这座部署了众多传感器的桥梁为研究人员、工程师和公众提供有关桥梁本身的日常和健康的一系列信息,以及协助监测周围环境。

  “我们称它为‘活的桥梁’,因为它可以与我们“交谈”,并提供关于它的健康、它所承受的压力、它形变的程度、它周围发生的事情、甚至在河下发生的事情等有价值的信息,”土木工程副教授、该项目的首席研究员艾琳·贝尔说。“这座桥不仅仅是为了让我们过河,它还可以让我们更多地了解我们周围的世界。”

  桥梁是日常生活中必不可少的,因此负责该项目的研究人员认为这是一个扩大建筑覆盖面的独特机会。

  贝尔说:“修建一座新的桥梁可能会花费社区数百万美元,因此我们可以探索如何通过桥梁来做更多的事情,而不仅仅是运输人员和货物”

  在这种情况下,纪念大桥作为地标式垂直升降桥安装了40个自诊断传感器,为研究人员、工程师和公众提供有关桥梁结构性能的信息,如桥上的重量、桥塔在升降过程中的行为、应变和加速度以及交通模式、天气状况、水位和潮汐信息等。它还将为桥梁设计工程师提供独特和创新的信息,以帮助创造具有最大安全性、可靠性和效率的下一代桥梁。

工程师利用数据传感器建设“智能”纪念大桥

        浮动平台利用涡轮机和传感器收集潮汐能数据

  利用该桥梁位置,该团队扩大了桥下的项目,并建造了一个浮动平台,固定在桥下的桥墩上。它的设计目的是随着潮汐的变化升降,并配备了自己的气象站和传感器。由于河流被认为是一个恶劣的海洋环境,该平台可以帮助收集数据,如落潮流量、洪水流量和天气条件。

  研究人员在浮动平台上安装了一个潮汐涡轮机,用来测试不同于传统太阳能电池板的可再生能源的可行性。由工程师和研究生设计和实施,研究人员认为这是第一个位于桥下的同类建筑。由于皮斯卡塔夸河是东海岸最快的通航水道之一,因此尝试和探索该河潮汐水域的使用是有意义的。

工程师利用数据传感器建设“智能”纪念大桥

桥梁上安装的传感器 资料图

  “令人兴奋的是,潮汐能可以很好地预测,”研究人员说。与由于多云天气或恶劣天气而不可靠的太阳能电池板不同,潮汐能更稳定,因为我们可以很好地预测未来的潮汐。”

  从涡轮机和传感器收集的数据可以在UNH、其他同事和研究人员,甚至在社区内共享。虽然桥梁传感器将帮助工程师和桥梁设计师测试未来桥梁的结构响应,但该项目网站上提供的其他信息已被用作K-12教育者的教学工具,让学生参与公民科学项目,以更好地了解流域的作用。还有一款正在开发中的手机应用程序,不仅可以让用户了解桥梁,还可以了解周围的社区。

  贝尔说:“这是一个极好的机会,可以让人们看到基础设施的更大作用,以及它如何与社区互动。”我们的目标是思考所有这些东西是如何结合在一起的,以确保我们从桥梁中学习,教育公众和激励学生,不仅是为了下一代桥梁的建造,而是为了下一代。”

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