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大公报专访物联网研发部,牛掰的技术果然得报道三遍!

Writer:研究院 Source: DATE:2016-10-24 View:220Count

编者按:还记得我院物联网研发部团队为番禺大桥“把脉”的故事吗?南沙新区报和南方都市报曾先后予以报道。近日,大公报记者来访我院,对物联网研发部经理沈钟就此项目进行了专访。不要走开,精彩继续…… 


文章摘自:《大公报》2016年10月19日B12版  记者:黄宝仪


(图片由香港科技大学霍英东研究院物联网研发部提供)


在广州市南沙资讯科技园的香港科技大学霍英东研究院内,物联网研发部总监高民和经理沈钟透过屏幕监测番禺大桥的动态,小到拿着一个锤子对地面进行敲击,大到一辆货车通过桥墩时对其产生的碾压,都将化成一条实时“心电图”数据。这一切,得益于番禺大桥桥墩下每隔10米的一个长方形应力波传感器。据悉,该传感器有望明年推出市场,为建筑安全预警提供新的解决方案。


传感器并不是什么新技术,但基于传感器所构建的无线多跳自组织网络在本世纪初才逐步发展。霍英东研究院的研发团队部署在广州番禺大桥,基于水泥基压电传感器,专门针对桥梁结构状态在线监测。该项目从2014年开始,一共安装24个传感器和6个网关。

 

过去,业界对大桥安全性的监测主要是人工检视,超声波探伤或者是差分GPS定位,几种方式都以主动检测为主,缺乏长期的预警监测手段。沈钟告诉记者,应用在番禺大桥上的传感器将新型水泥基复合材料压电传感器与物联网技术结合,形成一个数据收集、转化、传输的系统。


应力波图推断桥梁健康

据介绍,这种新型传感器由一个采集模块和一个传输模块组成,采集模块功能为收集桥梁本身所接受到的应力波,并将这种力学信号转换成为电信号,然后通过传输模块和网关将应力波数据传回服务器。如果有压力对桥梁结构造成影响,哪怕是细微的裂缝,人眼发现不了,整个系统也能通过应力波波形情况反映出来。通过单点的应力波采集,结合不同状况多点数据的模型,系统就可以像“心电图” 一样推断桥梁的健康情况,对桥梁的结构安全作出预警。


在霍英东研究院物联网研发部,记者看到了这些传感器模块,不过与他们放在一起的混凝土搅拌机和水泥更吸引记者的目光。沈钟说,这些都是用于日常实验的器材,研究人员自己制作水泥块并进行敲击、压折等试验,通过传感器对这个过程中水泥块释放的应力波进行监测,实际也是一个收集数据、建模的过程。


产品可用于其他建筑

虽然目前该项目已经成功研发出产品,就一个科研成果从研发到应用整个流程来说,仍处于中试阶段,监测传感器、建网传递数据两步完成后,最关键的就是建模和数据分析,提高预警的精确度。


据介绍,该技术目前国际上也有其他科研团队在推进,其最大难度不是系统搭建,而是应力波与结构关系的研究以及建模,不过沈钟相信,一旦建立模型成功,该技术将成为一项能够对大桥进行健康监测的诊疗技术,还可以同时推广应用在其他建筑物上。监测数据不仅能进行建筑安全预警,出现问题之后也可以通过数据分析,追溯出问题来源,杜绝豆腐渣工程。


新旧监测技术优劣对比

1、人工检视:最普遍的方式,靠人眼检查,缺点是凭借经验,局限性很大;
2、GPS定位:通过差分仪做参照,监测桥梁关键结构的位移情况,无法监测桥梁内部结构;
3、水泥基复合材料压电传感器:将应力波信号转换成电信号,然后通过传输模块和网关将电信号传回服务器,将建筑内部结构的变化从数据转换成图形,实现可视化。


媒体报道回顾

《南都专访丨我院物联网研发部将一种新型传感器与物联网结合,实现远程为桥梁“把脉”

《南沙新区报专访丨我院物联网研发部为大桥建「心电图」,为桥梁「把脉诊断」!》

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