以“城市地鐵隧道結(jié)構(gòu)的智慧感知”為主題的第210期東方科技論壇近日在上海舉行。研討會上,相關(guān)專家表示,我國城市的地鐵建設(shè)正步入高速發(fā)展階段,但目前投入運(yùn)營后的城市軌道交通結(jié)構(gòu)健康服役問題已經(jīng)開始顯露,而人們對該問題嚴(yán)重性的重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
由于地質(zhì)條件復(fù)雜,同時受到地下水位變化、周圍環(huán)境變化(如高樓大廈建設(shè)及其重量對地基沉降的影響等)、列車震動,以及設(shè)計(jì)、施工中存在的缺陷等各種因素的綜合影響,城市軌道交通結(jié)構(gòu)所處的敏感環(huán)境,對其健康服役提出了極高的要求。
例如,研究人員通過對長期監(jiān)測數(shù)據(jù)及外觀狀況檢查結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),目前上海地鐵運(yùn)營隧道病害主要表現(xiàn)為滲漏水、結(jié)構(gòu)裂縫及損壞、隧道縱向沉降及管徑環(huán)向收斂變形,此外,還有管片接縫張開、道床與管片脫開等其他病害。
據(jù)了解,當(dāng)前,對于結(jié)構(gòu)健康性能的監(jiān)測主要是采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方法以及有線傳感器來實(shí)現(xiàn),存在很大的不確定性,難以主動、實(shí)時、可靠地感知結(jié)構(gòu)性能,且對其廣泛應(yīng)用造成極大的限制。
隨著智能傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的發(fā)展,無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了發(fā)展,并在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸能力,節(jié)省了電纜的使用,可大大降低安裝成本,減少安裝工作量,增加布置的靈活性;其智能傳感節(jié)點(diǎn),基于MEMS技術(shù),尺寸更小,成本更低;集成的微處理器的計(jì)算能力,可實(shí)現(xiàn)自診斷、自組織的功能,極大推動了結(jié)構(gòu)監(jiān)測的智能化。
為此,相關(guān)專家建議,針對城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)信道雜亂和電磁兼容性要求高等特點(diǎn),研究適合于超長線狀地下結(jié)構(gòu)性能全壽命期的高效、全域、經(jīng)濟(jì)的智慧感知方法勢在必行。
專家認(rèn)為,如此便能突破軌道交通地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜環(huán)境下的智慧感知瓶頸,從而刻畫復(fù)雜環(huán)境下感知、通信、控制的脈絡(luò)結(jié)構(gòu),利用感知信息揭示軌道交通地下結(jié)構(gòu)性能演化規(guī)律,為軌道交通安全運(yùn)行提供依據(jù)。