جلوگیری از فروریختن پل ها با کمک گوشیهای هوشمند!
گردو دانلود: یک پژوهش جدید نشان داده است که چگونه داده های شتاب سنج موجود در گوشیهای هوشمند می توانند چاره ای برای تعمیر بموقع و نگهداری پل ها و جلوگیری از فروپاشی آنها عرضه کنند.
به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، نظارت بر یکپارچگی ساختاری پل هایی که بسیار استفاده می شوند و قدیمی هستند، کار پیچیده ای است که اغلب مجموعه ای از سنسورهای پرهزینه را می طلبد، اما پژوهش های جدید نشان داده اند که چگونه گوشیهای هوشمند روزی می توانند این کار سنگین را انجام دهند.
دانشمندان نشان داده اند که چطور میتوان از یک اپلیکیشن برای تشخیص ارتعاشات ظریفی که احتمال فروریختن پل را نشان می دهند، بهره برد که امیدها را برای ارائه چاره ای کم هزینه و جمعی برای حفظ چنین زیرساخت های مهمی زنده کرده است.
مهندسان بمنظور ردیابی سلامت یک پل، ارتعاشات طبیعی به نام فرکانس های مُدال یا کیفی را نظارت می کنند که می تواند در طول زمان تغییر کند و تغییرات در یکپارچگی سازه را آشکار کند. این فرکانس ها را می توان بوسیله حسگرهایی مانند شتاب سنج هایی که روی پل قرار می گیرند به دست آورد. سیستم های سنسور بی سیم می توانند راه ارزان تری را عرضه کنند و همین طور پهپادهای خودران می توانند این نوع عملیات را ساده تر کنند.
نویسندگان این پژوهش جدید حالا در عوض بدنبال استفاده از سیستم های سنسور موجود در گوشیهای هوشمند مردم هستند. این گروه پژوهشی یک برنامه مبتنی بر اندروید را به شکل خاص برای جمع آوری داده های شتاب سنج گوشیهای هوشمند بر روی فرکانس های مُدال از وسایل نقلیه ای که از روی پل ها عبور می کنند، ساخته است. ایده این بود که آنها را به کار ببندند و ببینند که چقدر این داده ها با داده های جمع آوری شده توسط سنسورهای سنتی نظارت بر پل مطابقت دارند.
این مساله در پل "گلدن گیت" آزمایش شد و پژوهشگران ۱۰۲ بار همزمان با اجرای این برنامه از روی پل رانندگی کردند و همین طور از رانندگان اوبر خواستند که در ۷۲ سفر خود همین کار را انجام دهند. سپس داده ها با داده های فرکانس مُدال مجموعه ای از ۲۴۰ سنسور سنتی که به مدت سه ماه به پل گلدن گیت متصل شده بودند، مقایسه شد.
در نهایت این گروه دریافت که داده های تلفن های هوشمند دقیقاً منعکس کننده داده های جمع آوری شده توسط سنسورهای سنتی است و یک تطابق نزدیک برای ۱۰ نوع ارتعاشات فرکانس پایین که مهندسان در این موارد به آنها نگاه می کنند، ارائه می دهد و حتی در پنج مورد اصلاً تفاوتی وجود نداشت.
پائولو سانتی(Paolo Santi) نویسنده ارشد این پژوهش از موسسه فناوری ماساچوست(MIT) اظهار داشت: ما توانستیم نشان دهیم که خیلی از این فرکانس ها با فرکانس های مُدال پل کاملا مطابقت دارند.
پل گلدن گیت یک پل معلق و از نوعی است که تنها یک درصد از کل پل های موجود در ایالات متحده را تشکیل می دهد. برای بسط این یافته ها و کشف اینکه چگونه این فناوری می تواند برای پل های بتنی کوچک تر که حدود ۴۱ درصد از پل های ایالات متحده را می سازند، اعمال شود، مهندسان به پلی از این نوع در کیامپینو در ایتالیا روی آوردند.
این بخش از مطالعه شامل ۲۸۰ سفر با وسیله نقلیه بر روی پل با بهره گیری از اپلیکیشن گوشی هوشمند بود که در مقایسه با داده های مجموعه ای متشکل از شش سنسور که به مدت هفت ماه به پل متصل شده بود، مقایسه شد.
بااینکه پژوهشگران در داده های فرکانس های مُدال خاص تا ۲.۳ درصد واگرایی پیدا کردند، اما آنها مشتاق پتانسیل استفاده از این راه حل هستند، برای اینکه شاهد بهبود ۵.۵ درصدی در واگرایی مشاهده شده در داده های کوچک تر بودند. این نشان میدهد که گسترش بیشتر داده ها بوسیله سفرهای بیش از روی پل می تواند دقت این تکنیک را بیشتر کند.
کارلو راتی(Carlo Ratti) یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: ما هنوز کار داریم، اما معتقدیم که رویکرد ما می تواند به آسانی تا سطح کل کشور توسعه یابد. ممکنست این روش به اندازه استفاده از سنسورهای ثابت نصب شده بر روی پل به آن دقت نرسد، اما می تواند به یک سیستم هشدار اولیه بسیار جالب تبدیل گردد. سپس ناهنجاری های کوچک می توانند زمان انجام تحلیل های بیشتر را نشان دهند.
این گروه پژوهشی همین طور بررسی کرد که چگونه گنجاندن این نوع داده های تلفن هوشمند در برنامه های تعمیر و نگهداری پل ها می تواند بر طول عمر آنها تأثیر بگذارد و محاسبه کرد که نظارت بر دستگاه های تلفن همراه می تواند بین ۱۵ تا ۳۰ درصد عمر بیشتر به پل ها اضافه کند.
پژوهشگران می گویند: این نتایج نشان میدهد که مجموعه داده های عظیم و ارزان جمع آوری شده توسط تلفن های هوشمند می توانند نقش مهمی در نظارت بر سلامت زیرساخت های حمل و نقل موجود داشته باشند.
این پژوهش در مجله Communications Engineering انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب