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弘光教授研發智慧型動態應變計 隨時自動監控橋樑安全

2020-01-20 18:43經濟日報 黃啟銘

南方澳跨港大橋在去年10月斷裂引發各界重視橋樑安全檢測,弘光科技大學資訊工程系教授童建樺經過多年研究,與團隊以智慧物聯網技術研發出「智慧型動態應變計」,透過感測器24小時不中斷即時監控,監測橋樑結構動態應變變化,再使用最新邊緣運算技術,上傳有效資訊至雲端伺服器,隨時掌控橋樑安全,目前該設計已經安裝在兩處橋樑上,希望擴大應用於監測公共工程結構安全上,避免憾事重演。

智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。  弘光科大/提供。
智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。 弘光科大/提供。

中華民國力學學會年會暨第43屆全國力學會議,日前邀童建樺教授擔任「結構健康監測」論壇與談專家,針對南方澳跨港大橋斷裂事件,探討特殊橋樑結構之健康監測方法與實務,童教授以「超低耗能物聯網技術於結構安全監測之應用」為題,分享近年來物聯網相關研究成果,並說明「智慧型動態應變計」可有效提供橋樑等工程結構的安全評估。

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智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。  弘光科大/提供。
智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。 弘光科大/提供。

童建樺指出,「智慧型動態應變計」在半年前研發完成,盒狀外觀只有10多公分立方大小,電力來自太陽能模組,讓機器能不中斷的運轉,經過10個月反覆測量無誤後,兩個多月前已經正式安裝在橋樑上,每分鐘透過無線網路傳輸分析後資訊,監測待測點最大應變值?多少重行車經過?橋樑結構是否劣化?隨時觀察橋樑可以負載的極限。

智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。 弘光科大/提供。
智慧型動態應變計裝設在橋樑上的狀態。 弘光科大/提供。

「『智慧型動態應變計』不是上傳資料,而是傳輸有用的資訊!」童建樺強調,如果使用傳統物聯網,大數據資料會很龐大,因為每一秒可以抓到100筆資料,一年便有數十億筆,伺服器負載過大;現在透過最新的「邊緣運算技術」,在趕測器端可自動分析訊號,再利用最新的NBIOT通訊技術,每一分鐘只回傳一筆最有效的資訊,不只低成本,電池壽命也更長。

童建樺進一步說明,「智慧型動態應變計」裝在橋樑監測安全性,必須24小時不中斷的運轉,長期且連續分析車輛經過等外力造成的應變變化,可容忍數值則以建造時技師設定的範圍為主,萬一突然最大應變量變大,或是橋樑使用多年後,應變超標的頻率變多,就該特別注意,希望未來建造橋樑時,可以直接把「智慧型動態應變計」當作設備的一部分,「讓橋樑彷彿自己有感覺,自動監控且回報健康狀態。」

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