Selvdrevne trådløse sensorer indlejret i veje kan få øje på huller og andre farer

Foråret er her, og vejene er rodet. Men de dage, hvor bilister ringer for at anmelde huller, kan en dag være fortid.

I stedet, netværk af selvdrevne trådløse sensorer ville blive lagt under vejbanen, regelmæssige opdateringer af vejforhold til transportplanlæggere, chauffører med tilsluttede biler og andre parter.

Det er løftet om ePave, et fælles projekt, der involverer computerforskere og forskere fra University at Buffalo fra Kinas Chang'an University.

"Vi vil opdage vejfejl, før de sker, og i sidste ende hjælpe bilister med at undgå trafikuheld på grund af beskadigede veje, "siger Wenyao Xu, Ph.d., adjunkt i datalogi og teknik ved UB, og en af ​​projektets medledere.

Ideen om at indlejre sensorer i fortovet er ikke ny. Et eksempel på dette er de nedgravede sensorer ved kryds, der får trafiklys til at skifte, hvis et andet køretøj krydser vejen. Disse systemer drives af ledninger, der forbinder til trafiklys.

Mange forskere forsøger at skabe mere intelligente systemer ved hjælp af trådløs teknologi. Dette kan gøre det muligt at overvåge hele veje, herunder trafik og underjordiske forhold, såsom tryk og fugtighedsniveauer, det kan være et tegn på, at huller eller andre vejfejl udvikler sig.

Mange foreslåede trådløse systemer fokuserer på batterier. Problemet med den idé, Xu siger, er, at transportplanlæggere skulle rive vejen op for at udskifte batterierne. Andre alternative strømkilder omfatter sol, mekanisk og termisk energi, eller høst af omgivende radiosignaler. Men hver står over for begrænsninger med omkostninger, installation, vedligeholdelse og andre spørgsmål.

ePave forsøger at omgå disse problemer ved at udnytte piezoelektricitet - den samme type elektrisk ladning, der bruges af elektriske cigarettændere og akustiske guitar -pickupper - fra den mekaniske belastning, som køretøjer lægger på veje.

Hver sensor er omtrent på størrelse med en nøglefob. Test med en prototype tyder på, at de kan placeres så meget som 500 fod fra hinanden. To til tre centimeter under vejen, de kan høste og gemme nok energi til regelmæssigt at opdage fugt, pres og andre nyttige oplysninger. Det kan derefter sende disse data hvert 10. minut til relæstationer så langt som 1, 000 fod væk.

Disse relæstationer kunne indbygges i gadebelysning eller lignende strukturer, og dataene kunne derefter overføres til et netværk via jordkabler. På tur, at disse oplysninger derefter kunne deles med transportplanlæggere, forbundne biler og andre.

Mens det lovede, ePave er endnu ikke klar til vejene. Forskere planlægger at fortsætte med at studere systemet, herunder levetiden for det piezoelektriske modul, som de håber vil vare mindst fem år og muligvis så længe som 20 år. De undersøger også, hvordan man bedst integrerer sensorerne, måder at reducere omkostninger og andre forhold.

Flere oplysninger om systemet kan findes i en undersøgelse i tidsskriftet Sensorer .