04 Сентября 2017

Будущее наших городов: инженеры тестируют устойчивую, интеллектуальную инфраструктуру.



Как и многие современные бытовые приборы, современная инфраструктура получает возможность собирать и обмениваться ценными данными с помощью беспроводных устройств, которые контролируют здоровье зданий и мостов, например, в режиме реального времени. Но беспроводные системы для подземной инфраструктуры, такие как инженерные трубопроводы, гораздо сложнее испытывать на местах, особенно во время редких и экстремальных явлений, таких как землетрясения.

Инженеры в крупном испытательном полигоне Cornell Geotechnical Lifelines решили изменить это, проверив несколько продвинутых датчиков, разработанных исследователями из Калифорнийского университета в Беркли и Университета Кембриджского центра Smart Infrastructure and Construction. Датчики, которые могут в совокупности измерять деформацию, температуру, движение и утечку, были установлены вдоль 40-футовой секции испытуемого аварийно-спасательного трубопровода для испытания на разрушение землетрясения.

 

Сам трубопровод является инновационным, производимым компанией IPEX с использованием молекулярно-ориентированного поливинилхлоридного материала, предназначенного для растягивания, сгибания и сжатия, поскольку он выдерживает экстремальную деформацию грунта, подобную той, которая возникает во время землетрясений, наводнений и связанной с строительством деятельности. Инженеры из Окленда, Калифорнии и Ванкувера отправились в Итаку, чтобы посмотреть на результаты имитированного разлома.

 

Испытание было первым использованием усовершенствованных датчиков для мониторинга скрытой инфраструктуры и дало беспрецедентный взгляд на способность трубы удлиняться и изгибаться, будучи подверженным разрушению грунта.

 

«Это было фантастическое выступление, и все получилось очень хорошо», - сказал Брэд Уэм, инженер-строитель в Корнелле. «Он смог выдержать на 50 процентов больше деформации грунта, чем последний дизайн, основанный на модификациях, которые Корнелл предложил из наших испытаний четыре года назад».

«Вы можете узнать что-то об источниках оседания, коррозии, которые влияют на другие структуры, или что-то о географическом распределении землетрясения или урагана, что затем позволяет вам принимать более взвешенные решения о реагировании на чрезвычайные ситуации», - сказал Том О'Рурк, главный исследователь проекта.

 

Испытание также доказало, что датчики обеспечивают ценную обратную связь для таких компаний, как IPEX, которые хотят продвинуть разработку новых продуктов и улучшить производительность системы.

 

«Речь идет об обратной связи и разведке для подземных систем жизнеобеспечения, таких как водоснабжение, электроэнергия и телекоммуникации, которые предоставляют услуги и ресурсы, которые определяют современный город», - сказал О'Рурк. «Мне совершенно ясно, что через 20 лет во все аспекты инфраструктуры будет интегрирован интеллект».

 

«Мы видим, что наша будущая инфраструктура заботится о себе, ощущая и адаптируясь к меняющейся среде», - сказал Кеничи Сога, профессор Беркли и главный исследователь бригад Беркли и Кембриджа. «Быстрое развитие сенсорных технологий и аналитики данных дает нам возможность сделать это».

 

Исследовательская группа проводит экскавацию трубопровода и анализирует огромный объем данных, собранных датчиками. «Это будет изменение игры», - сказал Уэм, который добавил, что некоторые из устройств способны записывать до тысячи измерений в секунду или более. «Сейчас у нас множество информации, которая ранее была недостижима».