از آنجا که زیرساخت های شهری برای پاسخگویی به نیازهای رشد جمعیت و انعطاف پذیری آب و هوا تکامل می یابد، ادغام تکنولوژی هوشمند به طراحی پل دیگر اختیاری نیست - ضروری است. پل های کابل باقی مانده، برای زیبایی شناسی ظریف و بهره وری ساختاری آنها جشن گرفته شده است، در حال حاضر در خط مقدم این تحول گسترش یافته است.با جاسازی یک شبکه از سنسور به طور مستقیم به کابل، عرشه ها و برج ها، مهندسان کابل می توانند پیش بینی کنند که زمان واقعی انتقال دارایی های حیاتی را از این تغییرات دارایی های حمل و انتقال داده های حیاتی را گسترش می دهد.

تکامل پل های کابل-دار: از Passive گرفته تا هوشمند

پل های کابل شده برای دهه ها یک پایه از ساخت و ساز طولانی مدت بوده اند (۱) ، ارائه تعادل اقتصاد مواد و نور بصری. طرح های اولیه بر بازرسی های بصری دوره ای و سنجش های مکانیکی ساده برای ارزیابی وضعیت متکی بودند ، با این حال ، زیرا طول پل های میکروLT طولانی تر شده و حجم ترافیک افزایش یافته است ، محدودیت های نظارت دستی روشن شد - نقص های حیاتی می تواند برای ماه های دیرین قرن بیستم ناشناخته باشد (که واقعاً می تواند یک سیستم ارتباطی الکترونی را باز کند ، اما سیستم های صوتی کم و الکترونی آن را باز کند.

تکنولوژی های سنسور جاسازی شده Core Invisible Technologies

پل های هوشمند مدرن کابل دارای یک مجموعه لایه از سنسورها هستند، هر کدام یک یک پارامتر فیزیکی خاص را هدف قرار می دهند.این ابزارها در طول ساخت و ساز جاسازی شده یا به ساختارهای موجود متصل می شوند، که اغلب به لنگرگاه کابل، سیم پیچ و فلک و برج داخلی متصل می شوند.

ارزیابی های Strain

سنج های استراین به کابل ها، کلاه های فولادی و بخش های بتنی برای اندازه گیری تغییر شکل در بار است.با ردیابی میکرو-اسپکس، مهندسان می توانند تغییرات تنش را در کابل های باقی بمانند - بحرانی برای تشخیص کابل های ضعیف یا بیش از حد استرس سنسورهای ضد نور فیبر نوری، که دقت و ایمنی بالاتری را برای مداخله الکترومغناطیسی ارائه می دهند، به طور فزاینده ای برای نظارت طولانی مدت از این پیش بینی های دقیق و دقیق در طراحی داده ها، اجازه می دهند.

شتاب سنج

شتاب سنج ها پاسخ های پویا را ثبت می کنند: ارتعاشات باد، ترافیک و حوادث لرزه ای[ویرایش] در پل های کابل، لرزش کابل می تواند باعث خستگی در لنگراژها شود، در حالی که شتاب عرشه بر راحتی سوار می شود.آرژومترهای محوری که در اواسط قرار دارند و در نقاط کابل تجزیه و تحلیل تعدیلی را فعال می کنند - شناسایی فرکانس های طبیعی و نسبت مرطوب که به عنوان دستورالعمل های گسترده ای برای مدیریت بهداشت (Fllllll) منتشر می شود.

دمای و سنسور محیط زیست

اثرات حرارتی - گسترش، انقباض و گرمای مختلف - می تواند تنش های قابل توجهی در پل های کابلی باقی مانده ایجاد کند. Thermo Partners و آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD) در عرشه و کابل تعبیه شده اند، در حالی که ایستگاه های آب و هوا در دمای محیط نظارت بر برج، تابش خورشیدی و سرعت باد، اغلب با استفاده از طیفوسکوپی الکتروشیمیایی، تشخیص کلرید در کابل های حساس یا شروع به خوردگی در این سنسورها نمکی.

سنسور های Tilt

سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) گیرنده ها و ایستگاه های رباتیک جابجایی سه بعدی عرشه و برج را اندازه گیری می کنند. Tiltmeters نصب شده در پایگاه های برج و لنگرگاه های کابلی حرکات چرخشی را شناسایی می کنند که ممکن است نشان دهنده راه حل پایه یا تخریب باشد.

ارتباطات بی سیم و برداشت قدرت

داده های صدها سنسور باید جمع آوری و انتقال قابل اعتماد پل های مدرن استفاده از شبکه های شبکه های بی سیم (به عنوان مثال، LoRaWAN یا ZigBee) برای انتقال داده ها به یک سرور مرکزی، کاهش هزینه های سیم کشی و فعال کردن سنسور آسان برای مکان های دور یا ارتفاع بالا، ماژول های انرژی - پانل های خورشیدی، ژنراتورهای حرارتی، یا حتی سنسورهای جایگزین انرژی - بدون نظارت بر عملکرد سیستم عامل:

Data Acquisition و Smart Analytics

جمع آوری داده های سنسور خام تنها گام اول است؛ ارزش واقعی در تجزیه و تحلیل آن قرار دارد. {\displaystyle {\displaystyle } گره های محاسباتی Edge بر روی پل، فیلتر داده های اولیه و تشخیص ناهنجاری، انتقال تنها بینش عملی به سیستم عامل های یادگیری ماشینی مبتنی بر ابر (FCE) که بر داده های تاریخی آموزش داده اند می تواند الگوهایی را که پیش از آسیب هستند شناسایی کند - به عنوان مثال، یک تغییر ظریف در توزیع تنش کابل که پیش بینی می کند یک شکست دیجیتال (اگر مهندسان زیرساخت های کامپیوتری به روز شده است که به روز رسانی می کنند).

برنامه های کاربردی و مطالعات موردی

پل سنگ شکن، هنگ کنگ

یکی از مهمترین پل های کابلی در جهان، پل استونر (یک محدوده اصلی 1018 متر) با بیش از 1500 سنسور مجهز شده است، از جمله سنج های سویه فیبر نوری، شتاب سنج و سلول های خوردگی، داده ها در زمان واقعی به یک مرکز کنترل جریان می یابند، جایی که الگوریتم ها یک ناهنجاری مانند فواصل اتصال کابل یا سیستم بازرسی بدون سرنشین را شناسایی می کنند.

پل ضد شورش، یونان

گسترش خلیج کورنین در یک منطقه فعال زلزله، این ساختار چند منظوره از شتاب سنج های جاسازی شده و GPS برای نظارت بر پاسخ پویا آن به زلزله استفاده می کند. Post-seismic ارزیابی که یک بار هفته ها طول کشید در ساعت ها تکمیل شده است، و امکان باز شدن سریع پس از حوادث جزئی را فراهم می کند.

مزایای شبکه های سنسور جاسازی شده

چالش ها و ملاحظات اجرایی

علی رغم وعده های ویژه آنها، پل های هوشمند با موانع واقعی مواجه می شوند.[۱] هزینه ویژه برای یک مجموعه سنسور کامل می تواند ۱-۳٪ از کل هزینه های پل را نشان دهد؛ یک مورد خط قابل توجه برای پروژه های تعمیر و نگهداری عمومی (FLT:2) مدیریت داده ها [F:3 نیاز به امن، سنسور بالا باند و قوی است [۳]

جاده Ahead: سیستم های هوشمند کاملا یکپارچه

آینده پل های کابلی در همجوشی چندین تکنولوژی قرار دارد.مواد خود شفا دهنده – مانند بتن با باکتری های جاسازی شده که شکاف ها را پوشانده اند – در کنسرت با سنسورها برای بستن حلقه های آسیب به طور خودکار کار می کنند. هوش مصنوعی از تشخیص ناهنجاری به (FLT:0 پیش بینی شده تعمیر و نگهداری [F:1] ، پیش بینی شکست در ادغام شهری با سیستم های حمل و نقل و نقل و نقل و نقل پایدار به عنوان سیستم های ذخیره سازی پایدار انتقال می کند.

مدیریت پل مستقل

در دهه آینده، ما می توانیم انتظار تغییرات نظارتی را داشته باشیم که سنسورهای جاسازی شده را بر روی تمام پل های بزرگ جدید، سازمان بین المللی استاندارد (ISO) در حال حاضر دستورالعمل هایی برای فرمت های داده های نظارت بر سلامت ساختاری را ارائه می دهند. همگرایی 5G، محاسبات لبه و سنسورهای کم قدرت مدیریت کامل پل را از نظر اقتصادی قابل اجرا می کند.

نتیجه گیری

پل های هوشمند کابل با سنسورهای جاسازی شده یک مفهوم آینده نگر نیستند - آنها امروز ساخته شده و بازسازی شده اند.با تبدیل فولاد و بتن به دارایی های تولید کننده داده ها، ما می توانیم به سطوح بی سابقه ایمنی، بهره وری و طول عمر دست پیدا کنیم.چالش های هزینه و پیچیدگی واقعی اما قابل توجه هستند و مزایای - در زندگی نجات، پول، حفظ پول، و زیرساخت های انعطاف پذیری - به عنوان نسل های هوشمند برای اتصال این فن آوری های هوشمند، به عنوان کمک می کنند.