有許多橋梁缺乏妥善的維護,釀成災難。圖/法新社
印度橋梁崩塌意外,造成大量傷亡。圖/美聯社
編譯/韋士塔
大數據的運用範圍日益廣泛,最常見的例子就是導航及路況。透過智慧手機收集並提供的數據,使用者可獲得最即時的行車相關訊息,愈多使用者提供數據,資訊會更準確。科學家也正應用這項技術,透過手機使用者通過橋梁時取得的數據,協助研判橋梁的完整性。
印度吊橋斷裂,釀成至少141人死亡的重大事故;若能提前掌握橋梁的安全狀況,將可避免類似悲劇重演。美國麻省理工學院(MIT)的研究人員正在開發一款新的應用程式(App),安裝在智慧手機或行動裝置後,就能在通過橋梁時收集有用的結構完整性數據。如此一來,這些手機將可成為安裝在橋梁上的傳感器組的替代品。
MIT的「感知城市實驗室」(Sensable City Lab)主任賴提(Carlo Ratti)表示:「這個應用程式及相關研究的核心概念是,利用智慧手機收集的加速度計數據,獲取有關橋梁結構妥善狀況的資訊。」
研究團隊以舊金山金門大橋進行測試,試驗結果顯示,行動裝置能夠捕獲與固定式感測器收集的橋梁振動相同類型的數據。研究人員指出,智慧手機收集的大量數據,能監測現有交通基礎設施的安全狀況,並及早發出警示;若能獲得適時地維護,橋梁的使用壽命預期可延長3成。
賴提表示,橋梁會自然產生振動,為了研究這些振動的基本頻率,工程師通常把感測器放置在橋梁,藉此監控橋梁結構完整性的變化。研究人員開發的智慧手機App則有異曲同工之妙,可從智慧手機收集的噪音數據,取得振動頻率相關數據。
這項實驗是在懸吊式的金門大橋進行,為了進一步驗證這項技術的可行性,研究團隊也在混凝土橋梁進行測試。賴提指出:「我們設計的App能夠排除引擎及其他噪音,準確捕捉橋梁振動頻率。經過實際比對,應用程式獲取的資訊,與橋梁感測器收集的數據幾乎相同。」
此外,目前的測試結果也發現,App收集相關數據的次數愈多,與感測器所獲數據的差異愈小,這代表更多使用者參與,將可產生更多有用的數據。
MIT土木與環境工程和機械工程教授布赫勒(Markus J. Buehler) 表示:「振動特徵可用於監控大型、複雜結構,例如橋梁結構的完整性;這項研究顯示,振動是一種廣泛存在於自然及建築環境的通用信號,可以成為研判安全性的工具。」
賴提表示,初步試驗已取得一定的成果,研究團隊將持續改進與擴展研究,包括智慧手機安裝在車輛的影響、車輛類型對數據的影響等。
賴提說:「這個App還不夠完善,我們仍有工作要做,但我認為這項技術的應用範圍必定能擴大,甚至擴及全國。即使準確度無法完全與安裝在橋梁上的固定式感測器相比,但它可能會成為有效的預警系統。」