移动电话在桥梁上的振动可用于评估结构完整性
- Nov 5, 2022
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作者：Good News Network
出处：Good News Network
翻译：Elsa Huang
一项新的研究表明，手机收集的数据可用于评估桥梁的结构完整性，告知潜在的维护要求，并使它们的运行时间延长 30%。
以旧金山的金门大桥为例，研究人员表明，智能手机可以捕获与固定传感器获取的有关桥梁振动的相同信息
研究结果表明，众包监测可能是监测全球交通基础设施结构完整性的一种廉价而便捷的方式，并且有可能将桥梁的使用寿命延长多达 30%。
全球都需要对基础设施进行监测，以提高桥梁、建筑物和其他结构的弹性和使用寿命——这几乎可以保证在美国的政治辩论中赢得掌声，因为这种需求是如此之大。
桥梁的结构健康状况通常由现场工程师进行视觉评估，这通常既费时又不频繁，或者使用安装在桥梁中的静态传感器进行测量，但价格昂贵。
测量桥梁的振动频率以前曾用于识别桥梁损坏和恶化，但支持这种方法的数据有限。
麻省理工学院的一个团队在 Nature Communications Engineering 杂志上发表了他们的研究成果，他们开发了一款基于 Android 的应用程序，该应用程序可以在通过桥梁时收集数据，并将其与传统的基于桥梁的传感器进行比较。
“由于记录了通过桥梁多次行驶的数据，发动机、悬架和交通振动以及 [和] 沥青产生的噪音往往会被抵消，而潜在的主导频率会出现，”Paulo Santi 博士说。
在金门大桥的案例中，研究人员在他们的设备运行的情况下驾驶了 102 次，他们还使用了 72 次由 Uber 司机使用激活的手机进行的旅行。
然后，他们将得到的数据与放置在金门大桥上三个月的 240 个传感器收集的数据进行比较。
结果表明，来自手机的数据与来自桥接传感器的数据融合在一起。 对于工程师测量的 10 种特定类型的低频振动，它们非常匹配，在 5 种情况下，方法之间完全没有差异。
然而，由于大多数桥梁不是悬索桥，研究人员决定在更小、更常见的混凝土跨度桥上测试他们的方法。
为此，他们研究了意大利钱皮诺的一座桥，将桥上 280 次车辆行程与放置在桥上七个月的六个传感器进行比较。
在这里，固定传感器记录的数据与智能手机数据之间存在 2.8% 的差异，而较短的旅行次数会产生更大的差异，这表明更多的旅行会产生更少的差异。
麻省理工学院的建筑学教授 Carlo Ratti 说，有一些方法可以改进和扩展这项研究，例如考虑智能手机安装在车辆中的影响以及车辆类型对数据的影响。
“我们仍有工作要做，但我们相信我们的方法可以很容易地扩大规模——一直扩大到整个国家的水平，”拉蒂说。
“它可能无法达到使用安装在桥梁上的固定传感器所能达到的准确度，但它可能会成为一个非常有趣的预警系统。 然后，小的异常可以建议何时进行进一步分析。”
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