시스템 통합​

현대 교통 인프라의 장기간 안정적인 운영을 보장하는 핵심 링크는 교량 안전 모니터링입니다. 구조적 건전성을 지속적으로 평가하기 위해서는 체계적인 데이터 수집 및 분석이 필요합니다. 잠재적인 위험을 즉각적으로 감지하고 예방정비 및 과학적인 의사결정을 위한 기반을 제공하는 것이 목적입니다. 본 작업은 사업 자체뿐만 아니라 국민의 여행 안전 및 사회적 경제의 안정적인 발전과도 직결되는 작업입니다. 다음으로 교량 안전 모니터링의 구체적인 의미와 실제적인 점을 몇 가지 핵심 측면에서 살펴보겠습니다.

교량 구조 상태 모니터링에는 무엇이 포함됩니까?

교량 구조 상태 모니터링은 교량 안전과 관련된 주요 매개변수를 지속적으로 추적하는 것이 핵심인 포괄적인 시스템입니다. 여기에는 일반적으로 교량의 응력, 변형, 변위 및 변형, 진동 특성, 환경 온도 및 습도에 대한 실시간 또는 정기적 측정이 포함됩니다. 예를 들어 주요 부위에 센서를 설치하면 차량 하중에 따른 메인빔의 변형률 변화를 정확하게 포착하고, 재질이 허용하는 안전 범위 내에 있는지 분석할 수 있다.

재단 정산 모니터링은 모니터링 내용 중 하나이다. 교각 경사도 모니터링도 모니터링 내용에 속합니다. 지지 변위 모니터링도 모니터링 내용에 포함됩니다. 케이블 힘의 모니터링도 모니터링 내용의 일부입니다. 장경간 교량의 경우 바람에 의한 진동이 모니터링의 초점이며, 지진 반응도 모니터링의 초점입니다. 이러한 데이터는 함께 교량의 "상태"를 평가하기 위한 기준선을 형성합니다. 사전 설정된 임계값을 초과하는 비정상적인 변화가 발생하면 조기 경고가 발생하여 관리자에게 현장 검토 및 심층 진단을 수행하도록 상기시킵니다.

효과적인 교량 안전 모니터링 시스템 구축 방법

효과적인 모니터링 시스템을 구축하기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 상세한 수요 분석과 솔루션 설계를 수행하는 것이다. 교량의 구조적 특성, 중요도, 환경 및 잠재적 위험에 따라 모니터링 항목, 측정 지점 배치 계획 및 센서 선택이 명확해야 합니다. 시스템 설계에서는 고밀도 분배 지점을 맹목적으로 쫓아 자원이 낭비되는 것을 방지하기 위해 신뢰성, 정확성 및 경제성을 고려해야 합니다.

시스템이 구축된 후에는 안정적인 데이터 수집, 전송, 저장이 기반이 됩니다. 이를 위해서는 뛰어난 내후성과 신뢰할 수 있는 정확도를 갖춘 하드웨어 장치를 사용하고 안정적이고 안전한 네트워크 전송 경로를 구축해야 합니다. 동시에 데이터의 시각적 표시, 실시간 경보 및 예비 분석을 위해 완전한 기능을 갖춘 소프트웨어 플랫폼을 개발하거나 도입해야 합니다. 시스템의 효율성은 궁극적으로 관리자의 일일 점검 및 전문적인 평가를 위해 정확하고 시기적절한 데이터 지원을 제공할 수 있는지 여부에 반영됩니다.

교량 모니터링에 일반적으로 사용되는 센서 기술은 무엇입니까?

현재 교량 모니터링 범위 내에서 센서 기술은 다양화되고 다양화를 향해 발전하는 경향을 보여 왔습니다. 정적 변형률 모니터링은 일반적으로 저항 변형률 게이지 또는 광섬유 브래그 격자 센서를 사용합니다. Fiber Bragg 격자 센서는 전자기 간섭에 저항하는 능력과 탁월한 내구성으로 인해 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 변위 및 변형 측정의 경우 글로벌 내비게이션 위성 시스템, 토털 스테이션 및 레이저 거리 측정기가 일반적으로 선택되며 밀리미터 또는 밀리미터 미만 수준의 정확도를 달성할 수 있습니다.

동적 모니터링의 경우 가속도 센서는 교량 진동 모드와 응답 스펙트럼을 캡처하는 핵심 도구입니다. 또한 환경 요인을 모니터링하는 데 사용되는 온도 및 습도 센서, 콘크리트 내부 결함을 감지하는 데 사용되는 음향 방출 센서, 균열 진행을 관찰하는 데 사용되는 이미지 센서도 각각의 역할을 수행합니다. 어떤 기술을 선택할지는 모니터링 목적, 설치 조건, 장기 안정성 및 유지 관리 비용에 따라 달라집니다.

모니터링 데이터를 분석하고 경고하는 방법

수집된 대량의 원시 데이터가 가치 있는 정보로 전환되기 위해서는 전문적인 분석이 필요합니다. 데이터 분석은 일반적으로 여러 수준을 포함합니다. 첫째, 불순물을 제거하고 데이터를 사전 처리하여 비정상적인 소음과 간섭을 제거합니다. 둘째, 최대 변위값, 진동 주파수, 변형률 시간 이력 곡선 등을 계산하는 등의 특징 추출을 수행하는 단계; 그런 다음 수학적 모델을 구성하거나 이를 이전 기준 데이터와 비교하여 구성 요소의 현재 상태를 결정함으로써 상태 평가를 수행합니다.

중요한 데이터 분석을 생성할 수 있는 것은 조기 경고 메커니즘입니다. 노란색 경고, 빨간색 경고 등 다양한 모니터링 매개변수에 대해 다단계 조기 경고 임계값을 설정해야 합니다. 데이터가 임계값에 도달하면 시스템은 SMS, 플랫폼 메시지 및 기타 방법을 통해 경보 정보를 푸시할 수 있어야 합니다. 또한 초기에 "주경간 중간 경간 변위가 비정상적으로 증가했습니다. 보 및 지지대 상태를 확인하는 것이 좋습니다" 등 가능한 원인을 제시하여 후속 비상 대응을 안내해야 합니다.

교량 안전 모니터링의 주요 과제는 무엇입니까?

교량 안전 모니터링의 실질적인 발전에는 많은 과제에 직면하게 될 것입니다. 전문 기술 분야에서는 복잡하고 열악한 환경에서 센서의 장기적인 안정성과 내구성이 매우 큰 문제입니다. 장비가 손상되거나 정확도가 흐트러지면 데이터 오류가 발생할 가능성이 매우 높습니다. 대용량 데이터의 실시간 처리, 저장 및 마이닝과 관련된 문제도 컴퓨팅 리소스 및 알고리즘에 대한 더 높은 수준의 요구 사항을 제시합니다. 데이터에서 초기 손상 징후를 정확하게 식별하는 방법은 여전히 ​​심층적인 연구가 필요합니다.

비용과 관리 문제도 똑같이 중요합니다. 완벽한 모니터링 시스템에는 높은 초기 투자 비용이 필요하며 이후 유지 관리 비용도 높습니다. 많은 유지보수 부서가 재정적 압박을 받고 있습니다. 또한, 모니터링 시스템에서 생성된 데이터를 전통적인 검사 및 탐지 방법과 효과적으로 통합하는 방법, 모든 당사자의 책임을 명확히 하는 방법, 효율적인 조기 경보 대응 프로세스를 구축하는 방법 등은 모두 모니터링 작업이 효과적이라는 것을 보장하기 위해 해결해야 할 문제입니다.

향후 교량 모니터링 기술의 발전 추세는 어떠한가?

교량 모니터링 기술은 인텔리전스, 통합, 네트워킹이라는 구체적인 방향에 따라 진화하고 있습니다. 머신러닝을 포함한 인공지능을 기반으로 한 데이터 분석 방법은 더욱 성숙해지며 조기에 손상을 식별하고 보다 정확한 안전 예측을 달성할 수 있습니다. 다양한 센서의 성능은 소형화, 저전력 소비, 무선 Ad Hoc 네트워크 방향으로 지속적으로 개선 및 발전하여 배포 및 유지 관리의 어려움을 줄일 것입니다.

표준 패러다임이 될 것은 다중 소스 정보 융합, 즉 모니터링 데이터, BIM 모델, 교통량 정보, 드론 검사 이미지 등을 통합하여 디지털 트윈 브릿지를 구축하는 것입니다. 이를 통해 교량의 전체 수명주기에 대한 몰입형 관리 및 시뮬레이션이 가능합니다. 동시에 5G 및 사물 인터넷 기술의 대중화로 인해 모니터링 시스템은 부서 간, 지역 간 협업 조기 경보 및 의사 결정 지원을 달성하기 위해 스마트 도시 관리 네트워크에 더욱 깊이 통합될 것입니다.

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