建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
?大數(shù)據(jù)文摘作品
10年積累的成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可以快速應(yīng)對(duì)客戶對(duì)網(wǎng)站的新想法和需求。提供各種問(wèn)題對(duì)應(yīng)的解決方案。讓選擇我們的客戶得到更好、更有力的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。我雖然不認(rèn)識(shí)你，你也不認(rèn)識(shí)我。但先網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作后付款的網(wǎng)站建設(shè)流程，更有邵原免費(fèi)網(wǎng)站建設(shè)讓你可以放心的選擇與我們合作。
作者：Mickey
橋梁倒塌造成的人員傷亡在國(guó)內(nèi)外比比皆是。
今年1月，美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡市一座橋梁28日清晨坍塌，造成10人受傷。事故造成燃?xì)庑孤細(xì)夤艿离S后被關(guān)閉。
中國(guó)也有類似悲劇發(fā)生，2019年6月13日和14日凌晨2點(diǎn)12分，位于廣東省河源市的黨演大橋和東江大橋紛紛發(fā)生坍塌事故，據(jù)河源市委宣傳部稱，坍塌事故造成三車墮水，造成一系列人員傷亡。據(jù)了解，截至事故發(fā)生前，兩座橋的橋齡分別達(dá)到47年和28年。
橋梁的使用壽命過(guò)長(zhǎng)和年久失修是造成坍塌悲劇的重要原因。在美國(guó)超過(guò)617,000 座橋梁中，42% 的橋齡超過(guò) 50 年，大約 46,000 座被認(rèn)為存在結(jié)構(gòu)缺陷。檢查員仍然主要依靠目視檢查來(lái)評(píng)估所有這些橋梁的完整性，但失敗時(shí)有發(fā)生，并且一旦發(fā)生，常常造成無(wú)法承受的悲劇。
利用智能手機(jī)傳感器監(jiān)測(cè)人類健康和診斷疾病的應(yīng)用比比皆是。現(xiàn)在，工程師們想出了一種方法，可以使用智能手機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)揭示橋梁是否出現(xiàn)故障，從而在它們發(fā)生故障之前進(jìn)行維修。研究人員在《通信工程》雜志上報(bào)告說(shuō)，使用此類眾包數(shù)據(jù)作為維護(hù)的一部分，可以在不增加成本的情況下將新橋梁的使用壽命延長(zhǎng) 14 年以上。
該方法依靠智能手機(jī)加速度計(jì)和車輛在橋上行駛時(shí)收集的 GPS 數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算其振動(dòng)，這可以指示結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化。西點(diǎn)軍校的土木和機(jī)械工程教授Thomas Matarazzo說(shuō)，這將比在數(shù)千座橋梁上安裝傳感器更便宜、更容易和更快。
通過(guò)手機(jī)加速度和gps數(shù)據(jù)計(jì)算橋梁共振
所有橋梁都以特定的固有頻率振動(dòng)，稱為模態(tài)頻率，該頻率與橋梁的物理特性（如材料特性、幾何形狀和質(zhì)量）相關(guān)?！斑@些數(shù)量的任何變化都會(huì)導(dǎo)致這些頻率的變化，”他說(shuō)?！叭绻麡蛄撼霈F(xiàn)重大損壞，其模態(tài)頻率就會(huì)發(fā)生變化。” 但在美國(guó)，只有少數(shù)橋梁——通常是非常舊的或全新的——有傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)測(cè)量這些振動(dòng)。
“這個(gè)想法是，每部智能手機(jī)都會(huì)收集嘈雜的數(shù)據(jù)，但是當(dāng)您匯總這些數(shù)據(jù)并嘗試了解共同結(jié)果時(shí)，您可以了解橋梁振動(dòng)頻率。” 研究者Thomas Matarazzo表示。
因此，他和他的同事構(gòu)建了一個(gè)應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序使用傅里葉變換等數(shù)學(xué)方法，根據(jù)隨時(shí)間測(cè)量的加速度變化計(jì)算模態(tài)頻率。通過(guò)將智能手機(jī)加速度計(jì)數(shù)據(jù)與 GPS 數(shù)據(jù)相結(jié)合，該應(yīng)用程序可以在橋梁的不同位置提供模態(tài)頻率。
為了測(cè)試這款應(yīng)用，Matarazzo 和他的同事開(kāi)車穿過(guò)金門(mén)大橋 102 次。他們還打車讓優(yōu)步司機(jī) 72 次穿過(guò)金門(mén)大橋。他們發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)與從一組 240 個(gè)傳統(tǒng)傳感器獲取的數(shù)據(jù)相當(dāng)，這些傳感器已連接到橋上三個(gè)月。
匯總大量數(shù)據(jù)至關(guān)重要，因?yàn)椤爸悄苁謾C(jī)從根本上說(shuō)是非常糟糕的傳感器，”他說(shuō)。“這個(gè)想法是，每部智能手機(jī)都會(huì)收集嘈雜的數(shù)據(jù)，但是當(dāng)您匯總這些數(shù)據(jù)并嘗試了解共同結(jié)果時(shí)，就可以了解橋接頻率?！?/p>
第一輛車（Nissan Sentra）儀表板上的傳感器布局，用于收集前 50 次行程。b第二輛車（福特福克斯）儀表板上的傳感器布局，用于收集 52 次行程。在金門(mén)大橋上的所有車輛行程中，智能手機(jī)都朝上，因此一根軸與重力很好地對(duì)齊。這樣的定位并不是絕對(duì)必要的；但是，有關(guān)傳感器配置的知識(shí)有助于數(shù)據(jù)預(yù)處理。c通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)定義的橋梁空間分割的通用示意圖：Δs和c，它們?cè)跇虻拈L(zhǎng)度上保持一致。紅色圓圈代表每個(gè)線段的中心，而淺色框顯示線段寬度。顯示三個(gè)相鄰段s i -1、s i和s i +1的特寫(xiě)，以詳細(xì)說(shuō)明分割參數(shù)：c是每個(gè)段的長(zhǎng)度，c o是段之間重疊的長(zhǎng)度，以及Δ s是相鄰段的中心（紅色圓圈）之間的距離。
挖掘網(wǎng)約車的“寶藏?cái)?shù)據(jù)庫(kù)”
論文顯示，該技術(shù)在金門(mén)大橋這類大跨度橋梁上效果最佳，金門(mén)大橋的主跨度為 1280米，因?yàn)殚L(zhǎng)距離的行駛能夠收集更多數(shù)據(jù)。但該團(tuán)隊(duì)還收集了意大利一座較短的 28m 混凝土橋的數(shù)據(jù)。他們將 280 次汽車旅行的數(shù)據(jù)與 6 個(gè)振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果。Matarazzo說(shuō)，這座意大利的橋是典型的美國(guó)公路橋構(gòu)造，這類構(gòu)造的橋占美國(guó)所有橋梁的四分之一。
他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正致力于使用智能手機(jī)來(lái)評(píng)估另一個(gè)可以揭示結(jié)構(gòu)完整性的橋梁特征，稱為振型，它是電橋在特定頻率下形成的物理形狀?！芭c模態(tài)頻率不同，模態(tài)形狀不會(huì)隨天氣變化太大，而且對(duì)損壞更敏感?！?/p>
他說(shuō)，智能手機(jī)的普及使得這項(xiàng)技術(shù)前途無(wú)量。“金門(mén)大橋每天有100,000 輛汽車行駛通過(guò)。即使有 10% 的人參與，我們也將擁有 10,000 個(gè)數(shù)據(jù)集，這是我們研究中使用的數(shù)據(jù)集的十倍?！?/p>
此外，此類數(shù)據(jù)的寶庫(kù)已經(jīng)存在。Uber 和 Lyft 等叫車服務(wù)公司需要收集加速度和 GPS 數(shù)據(jù)以了解車輛的位置，以跟蹤行程并匹配行程。“他們的商業(yè)模式依賴于智能手機(jī)數(shù)據(jù)，他們從一開(kāi)始就一直在收集這些數(shù)據(jù)，”他說(shuō)?！斑@些預(yù)先存在的大型數(shù)據(jù)集其實(shí)還可以有別的用途，比如監(jiān)控橋梁健康。”
素材來(lái)源：
https://spectrum.ieee.org/bridge
https://www.nature.com/articles/s44172-022-00025-4#Sec2
網(wǎng)站欄目：利用車內(nèi)手機(jī)「振動(dòng)」數(shù)據(jù)監(jiān)控橋梁健康度，零成本增加橋梁14年使用時(shí)間
URL地址：http://www.5511xx.com/article/cdhgjce.html
