早在2015年,臺(tái)灣便將傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于防災(zāi)領(lǐng)域。通過(guò)采用傳感器,建立橋梁監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng),可監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)來(lái)襲時(shí),河水暴漲沖刷橋墩的狀況,從而提前6個(gè)小時(shí)發(fā)出預(yù)警,為相關(guān)單位基于安全判斷是否封橋提供準(zhǔn)確依據(jù)。
目前,臺(tái)灣約有2萬(wàn)余座橋梁,不少橋梁年齡已有30到40年的歷史。由于年久失修,前些年每逢臺(tái)風(fēng),河水都會(huì)暴漲,喝水挾帶的大量土石及漂流木,不斷沖刷橋墩結(jié)構(gòu),經(jīng)常導(dǎo)致斷橋意外的發(fā)生。
據(jù)研究,造成橋梁損害的原因,河水的強(qiáng)力沖刷占了6成,是橋梁安全的最大殺手。因此,臺(tái)灣相關(guān)部門(mén)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)了橋梁預(yù)警系統(tǒng),使管理單位透過(guò)云端,就能隨時(shí)監(jiān)控橋梁安全狀況。
據(jù)技術(shù)人員介紹,傳統(tǒng)橋梁監(jiān)測(cè)是以水位計(jì)和流速計(jì),來(lái)測(cè)量河水表面的流速、高度,以判斷橋梁安全。但發(fā)生在2000年臺(tái)灣高屏大橋斷橋事件,并非發(fā)生在臺(tái)風(fēng)溪水暴漲時(shí),而是發(fā)生在兩天后的溪水消退時(shí)。由此可見(jiàn),測(cè)量水面下的流速、河床下橋墩的沖刷深度,便尤為重要。
因此,該橋梁監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在橋上,設(shè)置了傳感器,用于監(jiān)測(cè)橋體震動(dòng)數(shù)據(jù);在水面下橋墩處,安裝了應(yīng)力傳感器,測(cè)量水面下水流速度;在橋墩河床以下,也埋設(shè)有傳感器節(jié)點(diǎn),用于監(jiān)測(cè)橋墩被沖刷的狀況。所有的傳感器數(shù)據(jù),加上橋上的即時(shí)影像監(jiān)控畫(huà)面,可及時(shí)傳回至預(yù)警系統(tǒng)。
為讓傳感器在土石、流木沖擊下穩(wěn)定收集數(shù)據(jù),傳感節(jié)點(diǎn)被包裹在了一種金屬圓球內(nèi),供電線路及網(wǎng)路經(jīng)由金屬圓筒及鋼筋結(jié)構(gòu)保護(hù),河床下橋墩數(shù)據(jù)被傳送到橋上的管理箱,再經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi,傳送到云端的預(yù)警系統(tǒng)。
此外,在橋體兩端還安裝了預(yù)警用的紅綠燈裝置,車(chē)輛駕駛就可以根據(jù)燈號(hào)判斷橋梁安全。據(jù)悉,這套預(yù)警系統(tǒng)可以事先判斷,提前6小時(shí)警告可能發(fā)生斷橋意外,從警告到實(shí)際斷橋的時(shí)間會(huì)視水流、橋墩被沖刷情形而變化。