利用物聯(lián)網(wǎng)改善交通基礎設施管理

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的使用案例不斷出現(xiàn)在運輸和物流領域，從車隊和貨運管理到無人駕駛汽車，另一個潛在用例可能正在該領域車輛的輪子下發(fā)展。

交通基礎設施——道路、橋梁、隧道、航運港口、機場等——也需要進行管理和監(jiān)控，以確保持續(xù)可用性，更重要的是，確保安全性。隨著這些基礎設施的老化，這種需求變得更加重要。

例如，美國道路與運輸建筑協(xié)會(ARTBA)今年早些時候發(fā)布的一份報告顯示，僅在美國，616087座橋梁中就有47052座被評為“結構缺陷”，需要“緊急修復”。 此外，還有235020座橋梁，有一些與它們相關的非緊急修復需求。此外，同一份報告確定了18842(三分之一)個州際公路橋梁需要修復。

挑戰(zhàn)是全球性的。2018年8月，意大利熱那亞的莫蘭迪大橋倒塌，造成43人死亡。倒塌的原因尚未確定，但已發(fā)表的報告，如《衛(wèi)報》最近的一篇報道稱，莫蘭迪大橋結構老化，而且受到材料的相互作用，以及污染和氣候對橋梁腐蝕的影響。

在那場災難之后，全世界迫切需要更好地評估民用基礎設施的健康狀況。物聯(lián)網(wǎng)可能被證明是這一過程不可或缺的一部分。

建造和運營此類基礎設施的公司開始了解物聯(lián)網(wǎng)如何在其結構的監(jiān)控和管理中發(fā)揮重要作用。丹麥橋梁和隧道運營商Sund&Baelt的資產(chǎn)管理執(zhí)行董事比亞恩 喬根森(bjarne jorgensen)表示，像Sund&Baelt這樣的公司需要升級其基礎設施資產(chǎn)管理方式，而利用物聯(lián)網(wǎng)和分析等新技術是這些升級的關鍵因素。他說：“我們可以看到，新的物聯(lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)分析使基于時間的維護策略轉變?yōu)轭A測性維護成為可能，因為我們可以更好地評估資產(chǎn)的健康狀況。”

比亞恩 喬根森補充說，這些技術也可以降低基礎設施公司進行傳統(tǒng)人工檢查的成本和時間。他在郵件中說：“………由于難以到達以及橋梁巨大的結構，我們到目前為止已經(jīng)經(jīng)歷了一次非常昂貴的檢查方案(我們正在運營世界上第三大懸索橋)。而通過使用無人機和傳感器，可以以更高的質(zhì)量和更低的成本進行檢查。”

比亞恩 喬根森說：“通過在這座橋上增加數(shù)據(jù)采集傳感器，我們可以獲得有關電纜和橫梁振動的實時信息。今年夏天，我們將開始用無人機拍攝圖像，并利用人工智能分析圖像，同時對路面進行視頻檢查。”

為了改進其管理和監(jiān)控基礎設施資產(chǎn)的方法，SUND&BAELT正與IBM公司密切合作。這家丹麥公司以前曾使用IBM Maximo作為企業(yè)IT資產(chǎn)管理平臺，并且早在4月份，IBM就宣布SUND&BAELT正在幫助IBM開發(fā)其最新的IBM Maximo產(chǎn)品組合——IBM Maximo民用基礎設施。

IBM物聯(lián)網(wǎng)認知城市解決方案全球總監(jiān)Stephen Russo表示，在莫蘭迪大橋倒塌后，就有人問IBM是否可以提供技術和工具來幫助查明發(fā)生了什么。

他說：“這(橋梁災難)是啟動它的催化劑，當我們開始研究這場災難的原因，以及世界其他地區(qū)的其他基礎設施故障時，很明顯，大量基礎設施正在老化。需要更有效地管理預算，還需要進行風險評估，以確定哪些地方需要盡快進行修復并確定優(yōu)先次序。我們發(fā)現(xiàn)，在這個領域，目前還沒有普遍的解決方案?！?/p>

Stephen Russo補充說：“雖然像美國道路與運輸建筑協(xié)會(ARTBA)這樣的研究表明，可能需要關注數(shù)量驚人的橋梁和其他形式的民用基礎設施，但管理這些結構的公司需要更好地了解哪些結構存在最緊迫的問題。僅僅說我們要將它們?nèi)扛鼡Q是不可行的，因此評估它們的健康狀況并能夠確定如何優(yōu)先修復和增強哪些結構是非常重要的?！?/p>

數(shù)據(jù)分析是這一評估過程的關鍵，Stephen Russo說，SUND&BAELT不僅為Maximo民用基礎設施的持續(xù)發(fā)展貢獻了行業(yè)專長和知識，還貢獻了自己的結構數(shù)據(jù)。IBM平臺的目的是提供一種多層次方法，幫助運輸基礎設施公司了解和利用與其結構有關的多個數(shù)據(jù)源。Stephen Russo說，最終目標是創(chuàng)造橋梁、隧道和其他交通基礎設施的數(shù)字雙胞胎，使這些公司能夠更快、更明智地做出決策。

一些數(shù)據(jù)將通過現(xiàn)有的報告、檢查和藍圖獲得。Stephen Russo說:“今天，大部分數(shù)據(jù)都是手工制作的，以紙質(zhì)形式存在，我們將所有這些數(shù)據(jù)數(shù)字化。下一階段是我們可以從物聯(lián)網(wǎng)傳感器中獲得什么，其中一些傳感器現(xiàn)在可能已經(jīng)存在，例如交通監(jiān)視器、為安全而安裝的攝像頭，但這些攝像頭的圖像超出了可以分析的范圍。”

但他補充說，許多現(xiàn)有結構可能需要配備額外的傳感器和其他儀器，從而可以監(jiān)測和測量振動、天氣狀況、濕度、熱量、腐蝕、地震活動、污染和其他環(huán)境因素。

最后，他承認，還有更多有價值的數(shù)據(jù)可以從其他外部來源收集，比如SUND&BAELT公司使用的無人機。Stephen Russo說：“今天大多數(shù)檢查都是人工完成的，但是用一架可以在預定飛行路線上一個月飛行一次的無人機來代替這一流程，可以帶來人工檢查無法實現(xiàn)的圖像和視覺分析。并且能夠看到任何地方的結構變化是至關重要的”。

盡管像莫蘭迪大橋這樣的災難讓人們產(chǎn)生了一種緊迫感，即需要評估和更有效地管理老舊的民用基礎設施要素，但SUND&BAELT和IBM公司等公司也著眼于未來，在未來，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和數(shù)據(jù)分析等技術將從一開始就融入新一代交通基礎設施。

例如，目前SUND&BAELT正在進行Fehmarn Belt Fixed Link項目，該項目計劃于2028年開放，全長15英里，已經(jīng)被吹捧為“歐洲最智能的隧道”。比亞恩 喬根森說，“我們將在建設中為Fehmarn Belt Fixed Link配備物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以便全天候監(jiān)控所有資產(chǎn)，還將安裝動態(tài)稱重傳感器和速度傳感器來監(jiān)控交通，并對火車和卡車上的熱軸進行跟蹤，以避免發(fā)生事故?！?/p>

與此同時，Stephen Russo表示，IBM將繼續(xù)擴大Maximo的民用基礎設施業(yè)務，增加更多運輸基礎設施運營商作為合作伙伴，并擴大其技術合作伙伴名單。他說，該公司希望加深對哪些類型傳感器需要安裝在不同類型的基礎設施元件上的理解，并與擁有土木工程專業(yè)知識的合作伙伴合作，以便能夠確定傳感器的最佳位置以及需要從傳感器收集哪些類型的數(shù)據(jù)。

他說：“查看所有可用的數(shù)據(jù)將會讓我們了解這種結構正在發(fā)生什么，該怎么做決定將由管理它的運營和工程人員來負責，但我們允許他們非常迅速地做出決定。”