جلوگیری از فروریختن پل‌ها با کمک گوشی‌های هوشمند!



یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که چگونه در گوشی‌های هوشمند شتاب‌سنج وجود دارد، می‌تواند راه‌حلی برای تعمیر مکان و نگهداری پل‌ها و جلوگیری از فروپاشی آنها ارائه‌دهنده باشد.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، نظارت بر یکپارچگی ساختاری پل‌هایی که بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند و قدیمی هستند، کار پیچیده‌ای است که مجموعه‌های مجموعه‌ای از حسگرهای پرهزینه را می‌طلبد، اما پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که چگونه گوشی‌های هوشمند روزی می‌توانند این کار سنگین را انجام دهند.

اطلاعات نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از یک اپلیکیشن برای تشخیص ارتعاشات ظریفی که احتمال فروریختن پل را نشان می‌دهند، استفاده کرد که امیدها را برای ارائه راه‌حلی کم‌زینه و جمع‌آوری برای چنین زیرساخت‌های مهمی زنده کرده‌اند.

مهندسان به منظور ردیابی سلامت یک پل، ارتعاشات طبیعی به نام فرکانس‌های مُدال یا کیفی را می‌توان کنترل کرد که می‌تواند در طول زمان تغییر کند و در یکپارچگی سازه را تغییر دهد. این فرکانس‌ها را می‌توان از طریق حسگرهایی مانند شتاب‌سنج‌هایی که روی پل می‌گیرند به دست آورد. سیستم‌های حسگر بی‌سیم می‌توانند راه‌حل ارزان‌تری را ارائه دهند و همچنین پهپادهای خودران می‌توانند این نوع عملیات را ساده‌تر کنند.

نویسندگان این پژوهش جدید اکنون در عوض به دنبال استفاده از سیستم‌های حسگر موجود در گوشی‌های هوشمند مردم هستند. این گروه پژوهشی یک برنامه برای اندروید را به شکل خاص برای جمع آوری داده های شتاب‌سنج گوشی‌های هوشمند بر روی فرکانس‌های مدال از وسایل نقلیه‌ای که از پل‌ها عبور می‌کنند، ساخته است. ایده این بود که آنها را به کار ببندند و ببینند که چقدر اینها را با داده‌های جمع‌آوری شده توسط حسگرهای سنتی نظارت بر پلت‌ها دارند.

این موضوع در پل “گلدن گیت” آزمایش شد و پژوهشگران 102 بار همزمان با اجرای این برنامه از روی پل رانندگی کردند و همچنین از رانندگان اوبر خواستند که در 72 سفر خود کار را انجام دهند. سپس داده‌ها با داده‌های فرکانس مُدال مجموعه‌های سنتی از ۲۴۰ حسگر سنتی که به مدت سه ماه به پل گلدن گیت متصل شده بودند، مقایسه شدند.

در نهایت این گروه دریافت‌کننده تلفن‌های هوشمند دقیقاً منعکس‌کننده‌های جمع‌آوری‌شده توسط حسگرهای سنتی است و یک تطابق نزدیک برای ۱۰ نوع ارتعاشات فرکانس پایین است که مهندسان در این موارد به آنها نگاه می‌کنند، می‌توانند ارائه دهند و حتی در پنج مورد اصلاً تفاوتی وجود ندارد.

پائولو سانتی(Paolo Santi) نویسنده ارشد این پژوهش از موسسه فناوری ماساچوست(MIT) گفت: ما می توانیم نشان دهیم که از این فرکانس ها با فرکانس های مُدال پل کاملاً مطابقت دارند.

پل گلدن گیت یک پل معلق و از نوعی است که تنها یک درصد از کل پله های موجود در ایالات متحده را تشکیل می دهد. برای گسترش این یافته‌ها و کشف این موضوع که چگونه این فناوری می‌تواند برای بتنی‌های کوچکتر که حدود ۴۱ درصد از پل‌های ایالات متحده آمریکا را تشکیل می‌دهند، اعمال می‌شود، مهندسین به این نوع از کیامپینو در ایتالیا روی آوردند.

این بخش از مطالعه شامل 28 سفر با وسیله نقلیه بر روی پل با استفاده از اپلیکیشن گوشی هوشمند بود که در مقایسه با مجموعه‌های متشکل از شش حسگر که به مدت هفت ماه متصل شده بود، مقایسه شد.

اگر پژوهشگران در داده‌های فرکانس‌های مُدال خاص تا ۲.۳ درصد وابستگی پیدا کردند، اما آنها از پتانسیل استفاده می‌کنند از این راه‌حل استفاده می‌کنند، زیرا ۵.۵ درصد از داده‌های کوچک‌تر را مشاهده می‌کنند. این نشان می‌دهد که از طریق سفرهای بیشتر داده‌ها را از روی پل می‌توانید بیشتر دقت کنید این تکنیک را بیشتر کند.

کارلو راتی(Carlo Ratti) یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: ما هنوز کار داریم، اما معتقدیم که ما می‌توانیم به راحتی در سطح کل کشور توسعه پیدا کنیم. ممکن است این روش برای استفاده از حسگرهای ثابت نصب شده بر روی پل به آن دقت نرسد، اما می‌توان به یک سیستم هشدار اولیه بسیار جالب تبدیل شد. سپس ناهنجاری‌های کوچک می‌توانند زمان انجام تحلیل‌های بیشتر را نشان دهند.

این گروه‌های پژوهشی همچنین بررسی کردند که چگونه این نوع تلفن هوشمند را در برنامه‌ها و نگهداری‌ها می‌توان در طول عمر تعمیر کرد، آنها می‌توانند بر روی دستگاه‌های تلفن همراه تأثیر بگذارند و بر اساس آن، نظارت بر دستگاه‌های تلفن همراه می‌تواند بین ۱۵ تا ۳۰ درصد عمر بیشتر به پل‌ها اضافه شود.

پژوهشگران می‌گویند: این نتایج نشان می‌دهند که مجموعه داده‌های عظیم و ارزان جمع‌آوری شده توسط تلفن‌های هوشمند می‌توانند نقش مهمی در نظارت بر سلامت زیرساخت‌های حمل و نقل داشته باشند.

این پژوهش در مجله Communications Engineering منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع