大桥“连续坍塌”事件无疑给人们敲响了警钟。震惊之余，大家也在积极讨论如何减少甚至杜绝此类悲剧的发生。除了专家认真追究原因吸取教训、管理者主动承担责任、执法部门严格执法、立法机关适度立法外，还有网友质疑能否通过科技手段解决这一问题。事实上，类似的解决方案早已在上海、武汉等地落地，物联网技术在结构监测领域的应用案例并不少见。当你在高架桥上行驶，突然看到一辆重型卡车在你面前，你的反应是什么？对iot101君来说，每次遇到这样的情况，你的神经都会不由自主地紧张起来，然后尽量和对方保持距离。相信很多人都有和iot101先生一样的反应。毕竟他们不怕一万，只是以防万一。然而，这一不测事件终究还是发生了——据人民日报客户端报道，昨日晚6点10分左右，312国道上海方向K135横跨西港路大桥翻倒。附近车辆的行车记录仪拍下的画面，可谓触目惊心。恐怕大家的朋友圈都被刷屏了……无锡高架崩盘30秒：https://v.qq.com/x/page/c3006lczz2r.html当晚22:00左右，无锡高架官方微博账号江苏省交通运输厅转发消息称，事故发生时，一辆严重超载的货车正在桥上行驶，这可能是导致桥梁坍塌的直接原因。事发后，新京报记者采访了西山区一位钢铁企业老板。老板说：“货车超载是常有的事，前几年有一辆货车拉300吨，现在严格控制超载，但一辆货车也拉150吨左右。”这个数字几乎是货车应载重量的3-6倍，即使散落在事故现场的钢卷天生就是钢架，再优秀的设计也经不起这样的“破坏”!巧合的是，就在十天前，也就是国庆10月1日的同一天，台湾省宜兰县具有21年历史的重要地标南方澳大桥突然坍塌事故已造成6人死亡，多人受伤南方澳大桥坍塌瞬间南方澳大桥倒塌随着台当局调查的深入，大桥暴露无遗。21年来，主??管机关台湾港务总公司从未独立测试过。南方澳大桥垮塌后，外界对桥梁的安全性处处存疑。但经过调查港口公司，发现其管辖的17座桥梁中有8座尚未进行检查。扣除近四年新建的桥梁，剩下的13座桥梁只有5座进行过验桥，其中2座是10年前竣工的。再往前推，2011年7月，5天内，三座桥梁相继倒塌：7月11日，江苏盐城328省道通榆河大桥，建于1997年的桥梁倒塌；到2012年，耗资逾千万元的当地标志性工程武夷山府桥倒塌；7月15日，通车仅14年的杭州钱江三桥引桥桥面坍塌。桥梁“连续坍塌”事件无疑给人们敲响了警钟。震惊之余，大家也在积极讨论如何减少甚至杜绝此类悲剧的发生。除了专家认真追究原因吸取教训、管理者主动承担责任、执法部门严格执法、立法机关适度立法外，还有网友质疑能否通过科技手段解决这一问题。事实上，类似的解决方案早已在上海、武汉等地落地，物联网技术在结构监测领域的应用案例并不少见。物联网在桥梁监控中的应用桥梁是连接现代交通的“咽喉”。但一旦建成投入使用，就会进入不断退化老化的阶段。港珠澳大桥反复受到车轮的磨损和冲击，受到暴雨、洪水、沙尘暴、冰雪、日晒、冻融等自然因素的侵蚀和破坏。桥梁的一些建筑材料的性能会随着使用时间的增长而衰减，桥梁的安全性能将受到影响。同时，部分桥梁的设计和施工不能满足应用要求，加之近年来我国车流量和重型车辆数量持续快速增长，多方面因素累积，导致桥梁坍塌的悲剧。事故分析表明，桥梁坍塌的原因大致可分为：设计施工不合理、桥梁碰撞超载、自然灾害、加固拆除、桥梁病害不合理、人为活动等。对危桥进行安全评估、破损检测和监测，努力消除隐患。因此，对桥梁的健康状况进行监测和评价，掌握其健康状况具有重要意义。桥梁结构监测已成为桥梁结构安全维护和正常使用的主要技术手段。显然，监控过程仅靠人力是不可能的——更不用说费时费力、成本高昂，更无法实现实时监控。上述“南南澳大桥21年未独立检查”现象是绝对不可能的。不孤单。因此，物联网技术已成为桥梁结构远程健康监测中不可或缺的重要环节。在iot101看来，物联网技术在桥梁监控上的应用主要体现在两个方面：1、针对货车超载，在高架桥两端安装道路压力传感器，通过物联网，连接摄像头获取违规车辆的车牌信息，在进行分级实时报警的同时，还可以统计道路的整体负荷。案例：目前，交通设施智能化管理平台已在上海试运行。未来，一旦超载货车违规驶上高架桥，桥上嵌入的线圈会自动感知轻微的力变化，同时向智能管理平台发出警报。据相关工程技术专家介绍，以往对高架桥重型车辆的监控多为人工观察。未来可以在道路上植入具有信号发射功能的传感器，实时监测各设施的负荷和运行状态。一旦出现超桥货车，传感器能及时感应并自动向监控平台报警，工作人员将信息上报，执法人员及时处理违规货车.目前，该技术已在松江陈塔大桥投入试运行。2、桥梁健康状况的日常监测。桥内植入多种不同类型的传感设备，并设置采集节点/网关和实时监测平台，利用低功耗宽频等技术，将监测数据无线传输并发送至采集点。区域网络。节点，再将数据传输到平台层进行存储、处理和分析，并根据分析结果及时采取对策，如在极限承载力损失严重时考虑拆除桥梁等。案例：在武汉，中铁大桥研究院的技术人员为42座桥梁安装了15种传感器，共1929个传感器，硬件设备达到25种，共3053台套。技术人员将使用这些传感器和硬件设备检查桥梁的结构安全性（即应变、裂缝、位移、挠度、倾角、温度和湿度）、车辆荷载（即型号、车速、车重、轴重、车长）)、单柱桥墩坡道倾覆滑移（即应变、位移、倾角）、沉降和桥面线形（即挠度、GPS）等关键参数进行监测。桥梁结构状况、地基沉降、车辆监测和抓拍等各项监测数据将通过互联网实时存储在云计算数据中心服务器中，实现“一桥一档”电子户籍管理.其次，技术人员还将到现场对桥梁进行外观检测，并通过手机APP上传检测结果。各级管理人员或技术人员可通过任何电脑浏览器或手机APP登录访问，实时掌握这42座桥梁的健康状况，有利于技术人员及时处理突发事件，及时修复病桥，确保桥梁运行安全。此外，“智慧桥梁”系统还可以自动生成维修建议，通过查阅系统中的监控视频和检测数据，为事后追溯和理赔提供依据。物联网在结构监测中的应用当然不仅仅是桥梁。随着我国大规模基础设施建设的浪潮逐渐消退，隧道、建筑物、轨道等各种构筑物开始进入长期运营使用阶段。然而，在各种性质不确定的外力载荷和经济发展的需要下，各种结构的超载和疲劳运行现象普遍存在。但是，早期的设计和施工不能确定结构是否正常运行。势必需要一种更实时、更快捷的方式来对运行状态进行全面、细粒度的监控，尤其是对于已经服役多年的老旧结构。因此，近年来，物联网在结构监测领域发挥着越来越重要的作用。物联网智库此前曾报道，以LoRa为代表的低功耗广域网具有超低功耗、更广覆盖、超大连接、低成本、高渗透等特点。可满足环境中大连接、高穿透的监控需求，并为其提供精细化的监控解决方案。针对结构化监控环境的复杂性和高穿透性要求，LoRa主要从以下几个方面解决其痛点。1、高穿透性、远距离、低功耗从上图可以看出，LoRa高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里，穿透性极强。其接收电流仅为10mA，休眠电流为200nA，大大提高了电池的使用寿命。高穿透、远距离传输的特点，解决了桥梁、隧道等内部振动监测信号穿透多层混凝土结构或岩壁后变弱的问题。低功耗的特点不仅提高了设备??连续、长期安全监测的稳定性，还减少了设备维护和结构检查的次数，从而提高安全效率，降低人工成本。2、基于该技术的智能网关支持多通道、多数据速率的并行处理，系统容量大。网关是节点和IP网络之间的桥梁。每个网关每天可以处理500万次节点间通信（假设每次发送10Bytes，网络占用率为10%）。如果网关安装在现有移动通信基站的位置，发射功率为20dBm（100mW），则在建筑物密集的城市环境中可覆盖约2公里，在市区覆盖可达10公里。低密度郊区。这种大范围的覆盖对于隧道、桥梁等远距离、多节点的监控尤为重要。3、基于终端和网关的系统可以支持测距和定位。LoRa的距离测量是基于信号的空中传输时间而不是传统的RSSI（ReceivedSignalSterngthIndication），而定位是基于多点（网关）对一个点（节点）的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m（假设范围为10km）。这保证了监控数据的准确性。4.成本低，易于部署LoRa是一种基于非授权频谱的技术。基础设施和节点（终端）的部署成本低，可为结构化监控的大规模应用降低大量成本。LoRa网络技术可以满足行业客户调整协议细节的需求，可以快速帮助客户低成本搭建局域网，实现业务运营。同时，既能满足去中心化应用的需求，又能很好地满足行业应用的需求。结构监测前景广阔。中国的结构监测市场才刚刚起步。结合物联网和智慧城市的发展，未来五年将产生数十亿的市场份额。同时，随着既有建筑的逐渐老化，市场将持续增长。大。鉴于传感器的生命周期一般在8年左右，也是一个无限循环的市场。如果新建筑在施工阶段采用物联网结构监控解决方案，整体市场无疑会扩大很多。例如，一座200米左右的普通桥梁的监控费用约为10万，隧道监控的监控费用约为每公里5万，地铁的监控费用约为每公里5万，一个体育场馆的监控费用约为1万元，高层建筑的监控成本在30万左右。据统计，截至2015年，我国共有大小桥梁70万多座，隧道8000多条（总长度4000多公里），地铁总长度超过3000公里，大型体育场馆、老建筑上千座，且高层建筑数量巨大，未来需要实时在线监测预警。同时，日益增多的地质灾害也是一个巨大的监测市场。犹记得2018年5月9日，成都高新区联合成都高新减灾研究院在成都高新区60个小区启动地震预警“大喇叭”。预警为市民争取宝贵时间，避免危险。希望未来物联网技术在防灾减灾、保障人民生命财产安全方面发挥越来越重要的作用。
