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邊緣計算網關讓城市橋梁監測系統實作智能控制

作者:鋇铼工業網際網路

背景

2023年7月6日淩晨時分,G5012恩廣高速達萬段230公裡加80米處6号大橋部分橋面發生垮塌,導緻造成2車受損後自燃,3人受輕傷。目前,四川省公安廳交通警察總隊高速公路五支隊十四大隊民警已對現場進行雙向管制。

邊緣計算網關讓城市橋梁監測系統實作智能控制

作為世界第一橋梁大國,目前大陸公路橋梁數量超過100萬座,鐵路橋梁數量超過30萬座,随着橋梁的長期使用,後期的養護和管理至關重要。

是以建立完善的橋梁監測機制,随時了解橋梁的健康狀況,對突發情況提前做出預警勢在必行。

案例描述

橋梁結構發生變化,一般是因為長時間負載,超重,自然災害等情況引起,其中很多損傷是看不見,摸不着的,久而久之,就會形成安全隐患,如遇地震等自然災害突來襲擊,更是危險至極。橋梁監測可以對橋梁的工作狀況進行實時監測,資料分析評估橋梁的安全性,及時的做出相關的判别和警報,提前采取措施進行維護,進而避免事故的出現。

現場問題

傳統的橋梁監測主要依賴人工周期性巡檢,但其主觀性強,難于量化,要素少,缺乏整體性,且花費周期長,實時性差,諸多檢查盲點難點。

邊緣計算網關讓城市橋梁監測系統實作智能控制

橋梁智能監測與人工檢測差別

實時性和連續性:橋梁智能監測系統可以通過網關實時、連續地監測橋梁結構的狀态和變化。相比之下,人工檢測通常是周期性的,無法提供實時的監測結果。

全面性和覆寫範圍:橋梁智能監測可以覆寫橋梁的全面監測,包括結構參數、載荷、環境變化等。它可以通過網關采集多個傳感器在不同位置和部位進行監測,提供更全面的結構資訊。而人工檢測通常隻能對有限的位置和參數進行檢測,難以實作對整個橋梁結構的全面監測。

高效性和自動化:橋梁智能監測利用先進的物聯網技術和自動化算法,不需要大量的人力資源和時間,就能高效地處理和分析大量的監測資料,結果更加科學。相比之下,人工檢測需要耗費較多的時間和人力,并且結果受工程師的經驗和技能水準影響,存在主觀因素。

準确性和可靠性:橋梁智能監測依托各種先進的檢測裝置,測量的資料是非常精準的,而且支援實時更新,友善技術人員随時了解橋梁的狀态。相比之下,人工檢測可能受到人員主觀判斷和測量誤差的影響,準确性相對較低。

主動維護和預警功能:橋梁智能監測系統可以通過設定門檻值和規則,實作異常檢測和預警功能,實作了橋梁的被動維修到主動維護的轉變,提高橋梁的安全性和可靠性。傳統的橋梁管理主要是在發現異常後進行維護和修理。

解決方案

智慧橋梁結構健康監測系統中,針對在橋梁結構關鍵位置的傳感器、氣象環境監測和視訊監測的資料類型耦合及精度要求高的情況下,資料傳輸方面,使用者可以選擇使用鋇铼技術自主研發的邊緣計算網關,将各種485資料統計、處理後,通過MQTT或私有化協定将資料通過4G或以太網上傳至雲端,對資料進行處理及分析,實時感覺橋梁狀态,為橋梁安全預警、安全分析評估提供資料依據,在出現危險前,及時通知道路維護機關做出應對措施。

邊緣計算網關讓城市橋梁監測系統實作智能控制

網關終端特點

➢無線路由器、RTU(無線遠端采集終端)、DTU(數傳終端)一體化采集

➢ 端口豐富,可接入海量裝置,錄影機、儀器儀表、PLC、DI開關量、DO繼電器、AI模拟量、序列槽RS485/232等裝置。

➢支援實時更新,友善技術人員随時了解橋梁的狀态。以及網關是24小時不間斷工作的,一旦出現異常,系統會進行各種方式的預警,例如警報、短信、廣播等。采用了最先進的通信技術和資料處理技術,這些資料能夠長期儲存和實時檢視,還支援遠端通路和管理。

➢邊緣計算功能:

➢資料傳輸高度精準,可達毫秒級,及時消除安全隐患。

➢長期儲存設定參數及曆史資料,提供16MB的資料存儲空間,支援斷網補傳資料。

➢将擷取到的資料進行分析與處理,當資料到達預警值時做出相應的提醒,快速發出定位,協助工程師鎖定異常區域,有針對性地實施應急預案。

➢遠端維護:可以遠端參數配置和固件更新。

➢工業級設計,系統帶有看門狗保護,另外加載了系統監測保護,經過嚴格的設計、測試和實際應用,産品性能穩定可靠

➢支援3G/4G/5G/LoRa/以太網/WiFi等多種通信方式。

邊緣計算網關讓城市橋梁監測系統實作智能控制

方案優勢

1、高成本效益,在滿足場景使用的前提下,降低過高防護所帶來的備援成本。

2、通過藍牙調試工具,可進行現場無線調試、維護,友善易用。

3、支援網頁遠端配置、更新等功能,友善遠端維護

  1. 支援裝置站點工況上報,裝置問題線上排查,減少運維成本。

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