自動監(jiān)測系統(tǒng)如何使道路保持良好的結(jié)構(gòu)狀態(tài)

發(fā)布時間：2023-08-04 點(diǎn)擊次數(shù)：519

自動監(jiān)測系統(tǒng)如何使道路保持良好的結(jié)構(gòu)狀態(tài)

為了使道路維護(hù)具有可預(yù)測性，公共工程研究和試驗(yàn)中心（CEDEX）在西班牙 Valladolid 的 a-62 高速公路上安裝了一個動態(tài)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)有助于建立預(yù)測性維護(hù)軟件模型，以對整個生命周期內(nèi)可能發(fā)生的特定問題進(jìn)行預(yù)測。該項目采用了 HBM QuantumX 和 catman 數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。

用于預(yù)測性維護(hù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控

2018年2月，西班牙在 Valladolid 的 a-62 高速公路的一個路段安裝了連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。目的在于測量右側(cè)車道的承載力，并避免由重型車輛、材料疲勞和天氣影響造成的結(jié)構(gòu)健康問題。

監(jiān)測方案有助于了解所用材料的特性，不僅可以對破損和裂縫等問題作出快速反應(yīng)，而且有助于確定損壞的根本原因。

自動結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)包括動態(tài)和靜態(tài)物理量以及環(huán)境參數(shù)的不同傳感器組合測量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由HBM QuantumX MX840B 通用放大器模塊和 CX22B-W 數(shù)據(jù)記錄儀組成，并采用 HBM的catman 軟件，確保了其具有高可靠性、高精度和易用性，滿足了在不利環(huán)境下精確和易于配置的數(shù)據(jù)采集要求。

在道路試驗(yàn)段，系統(tǒng)監(jiān)測3條橫向裂縫（F1、F2和F3）的移動情況，這些裂縫的間距分別為7米和5.9米。

問題

西班牙道路的結(jié)構(gòu)健康受到車輛交通、材料疲勞和天氣條件的影響。諸如斷裂和裂縫等問題需要定期修理。

解決方案

通過安裝自動路面監(jiān)測站，可以測量路面性能、承載力和天氣影響。作為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，HBM QuantumX數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)與HBM的catman軟件相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)精確靈活作和快速配置。

結(jié)果

該系統(tǒng)不僅提供了一個可持續(xù)的、可預(yù)測，數(shù)據(jù)實(shí)時處理的維護(hù)系統(tǒng)，而且使預(yù)防或檢測路面損壞以及迅速反應(yīng)成為可能。此外，還可以通過查看和分析收集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行增強(qiáng)材料開發(fā)。

Structural Health Monitoring System — 準(zhǔn)備安裝傳感器

預(yù)測性維護(hù)模型

CEDEX旨在測量道路的承載力和材料對各種沖擊的反應(yīng)。

安裝的測量解決方案包括傳感器、QuantumX 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和氣象站。CEDEX 與 HBM 和工程公司Eo6合作建立的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)有助于建立預(yù)測性維修模型并解決具體問題。同時，所獲得的數(shù)據(jù)可以新材料的開發(fā)提供幫助，這些新材料在瀝青混合料層中起到阻裂作用。

在1年半的運(yùn)行中，監(jiān)測站共接收到約60萬個信號，并計算了每一個信號對應(yīng)的參數(shù)和異常點(diǎn)。

HBM 的貢獻(xiàn)：數(shù)據(jù)采集和分析

除了記錄溫度和濕度等各種傳感器，監(jiān)測站還使用 HBM QuantumX 數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)（帶有MX840B和CX22B-W模塊）以及 catman軟件。

QuantumX數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)能夠采集任何信號和傳感器信息。MX480B 和CX22B-W 模塊組合特別適用于道路負(fù)載數(shù)據(jù)的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兣c不同類型的傳感器一起工作，并且具有較高的計算能力。

catman 軟件提供的不僅僅是數(shù)據(jù)采集。它完全能滿足道路移動測試的需要，并提供數(shù)據(jù)采集，顯示、在線計算、過程自動化等功能。此外，HBM還提供遠(yuǎn)程訪問和數(shù)據(jù)在線處理服務(wù)。

HBM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) MX840B 和 CX22B-W

多年來對 HBM 質(zhì)量的信賴

HBM 和 CEDEX 已經(jīng)合作很久了。

“多年前，我們在馬德里附近的 El Goloso 將 HBM 設(shè)備集成到我們的路面加速試驗(yàn)軌道，此后我們只購買了他們的產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈兙哂袠O高的精度，240 多個通道同步工作而彼此不受干擾?！?

CEDEX 運(yùn)輸研究中心的專家 Javier Pérez Ayuso 如此評價。

QuantumX 測量鏈的精度可以區(qū)分卡車和其他穿過結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測點(diǎn)的車輛。超載貨車可以被及時發(fā)現(xiàn)，必要時可以通知有關(guān)部門。氣象站的溫度和濕度測量對于數(shù)據(jù)解釋也非常重要。尤其是冬季道路暢通至關(guān)重要。

CEDEX 和 HBM 目前正在為 Toledo a-42高速公路相關(guān)路段安裝類似的自動監(jiān)測站。

關(guān)于 CEDEX

西班牙公共工程研究和實(shí)驗(yàn)中心，通常被稱為CEDEX，是一個將尖端理念和技術(shù)應(yīng)用于土木工程、建筑和環(huán)境的機(jī)構(gòu)。并為其它設(shè)施和實(shí)驗(yàn)室提供技術(shù)支持。

CEDEX 隸屬于西班牙發(fā)展部，它還負(fù)責(zé)傳播知識，在這方面，包括重要的技術(shù)轉(zhuǎn)讓任務(wù)。

交通研究中心（CET）是CEDEX的一部分，總部設(shè)在馬德里的El Goloso，致力于道路和交通領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)支持任務(wù)、技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。