作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2022/11/10 15:50:55
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大桥会塌吗?智能手机可预测

 

 汽车驶过金门大桥时,智能手机产生的信息被记录下来。图片新闻:Westend61/Getty Images

最新研究表明,工程师可以使用智能手机的数据“测量”桥梁的健康状况。这可让其使用寿命增加15年。

安装传感器可以检测桥梁振动,即所谓的模态频率。这些振动与桥梁的物理特性有关,可以用来评估桥梁的健康状况,但在所有桥梁上安装这类传感器的成本十分昂贵。

现在,美国西点军校的Thomas Matarazzo和同事开发了一个系统,通过使用手机的运动数据来测量模态频率,从而监测桥梁的健康状况。相关论文近日发表于《通信工程》。

研究人员利用一款应用程序收集了手机在过桥时产生的数据。他们使用了GPS定位数据和手机加速计的信息,这些信息可以显示手机的任何微小移动。

首先,研究人员在车上安装两部苹果手机,并开车穿过旧金山的金门大桥,总共约100次。然后,他们收集了在金门大桥上完成70多次行程的优步司机的手机数据。此外,研究人员还使用了安卓手机在意大利钱皮诺一座混凝土短桥上的“旅行”数据,大约250次。

团队发现,他们可以从任何一组数据中测量出桥梁的模态频率,且精确到高精度静态传感器读数的3%以内。

“这意味着你可以使用低成本、预先存在的数据集来估计桥梁的重要动态属性。”Matarazzo表示。

不过,在某些情况下,智能手机数据可能还需要人工补充。

研究人员估计,利用这一方法,在桥梁寿命期内对其进行维护,可以为旧桥梁增加两年以上、为新桥梁增加15年的额外使用时间。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s44172-022-00025-4

 
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