物联网防灾应用:国研院展示断桥预警系统,可提前6小时预警

业界 作者:站内编辑 2015-10-06 14:06:21 阅读:455
预警系统在桥梁上即时监控影像、水面下的桥墩及桥墩河床下佈署感测节点,侦测桥体震动、水面下水流速度、桥墩下河床冲刷损害状况,协助相关单位监控桥梁安全,判断是否封桥。 国家实验研究院(国研院)展示物联网防灾应用,利用感测器建立桥梁监控预警系统,可侦测颱风来袭时溪水暴涨冲刷桥墩的状况,提前6小时预警,供相关单位基于安全判断是否封桥。 目前国内约有2万座桥梁,不少桥梁年龄已有30到40年,由于年久失修,这几年每逢颱风豪雨带来溪水暴涨,挟带大量土石及漂流木冲刷桥墩结构,经常因此导致断桥意外发生。例如2000年碧利斯颱风使得高屏大桥断桥,有22人坠桥受伤。2001年桃芝颱风台中东门桥断桥,1死1失踨。2008年辛乐克颱风后丰大桥断桥,造成3车6人死亡,2009年莫拉克颱风造成双园大桥断桥,导致6车10人死亡。 根据研究,造成桥梁损害原因,溪水的强力冲刷佔6成,是桥梁安全的最大杀手。因此国研院集结六个中心,国震中心、颱洪中心、晶片中心、仪科中心、国网中心,以及奈米实验室,运用物联网技术研发桥梁预警系统,使管理单位透过云端随时监控桥梁安全状况,作为桥梁平时维护,以及颱风或地震时安全监控之用。 国震中心研究员林咏彬表示,传统桥梁监控是以水位计以及流速计测量溪水表面的流速、高度,以判断桥梁安全,但2000年高屏大桥断桥事件并非发生在颱风溪水暴涨时,而是两天后溪水消退的时候。测量水面下的流速,以及河床下桥墩的冲刷深度相当重要。 因此断桥预警系统在桥上设置感测器以侦测桥体震动数据,水面下桥墩处设置应力感测器,以测量水面下水流速度,桥墩河床以下埋设感测节点,侦测桥墩被冲刷的状况。所有数据再结合桥上即时影像监控画面传送到预警系统。 ↓桥墩河床下的感测节点,专门侦测桥墩被溪水冲刷的深度。为了让感测器在土石、流木衝击下可以稳定蒐集数据,感测节点被包里在金属圆球内,供电线路及网路经由金属圆筒及钢筋结构保护,河床下桥墩数据被传送到桥上的管理箱,再经由网路或Wi-Fi送到云端的预警系统。 SAM_4752-1 SAM_4754-1 ↓国研院与水利署合作,现场模拟桥墩在砂质河床下受到水流强力冲刷下,从代表安全的绿灯,到桥墩被冲刷达一定程度亮起黄灯,到桥墩被冲刷最危险情形的红灯。林咏彬表示,未来在桥的两端设置预警用的红绿灯警示装置,车辆驾驶就可以根据灯号判断桥梁安全,这套预警系统可以事先判断,提前6小时警告可能发生断桥意外,从警告到实际断桥的时间会视水流、桥墩被冲刷情形变化。 SAM_4769-1 ↓亮起黄灯后,若冲刷更严重即亮起红灯,并发出哔哔声响警告车辆驾驶,再过一段时间模拟的桥梁无预警的倒下。 SAM_4771-1 目前国研院已在浊水溪上下游,名竹大桥、自强大桥、中沙大桥三座桥,各选择1个桥墩佈署感测器,蒐集桥梁数据回传到预警系统,以监控桥梁安全。当系统侦测到溪水强力冲刷桥墩,导致桥梁有安全疑虑时,系统便会发出黄灯警告,让相关单位进行封桥准备。红灯代表桥梁处在最危险状态。未来实验将扩大到位于出海口的西滨大桥。

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