Opskalering af innovativ sensorinstallation på Mighty Mac

De første 20 prototype-infrastruktursensorer installeret i 2016 på Mackinac Bridge, drevet udelukkende af vibrationer fra trafikken, har bevist deres holdbarhed og udført efter hensigten. Nu er forskere fra Michigan State University og Washington University i St. Louis klar til at udrulle den næste fase af test, installation af op til 2, 000 af de bittesmå enheder til at udforske logistikken i en storstilet implementering og levere nyttige overvågningsdata til Mackinac Bridge Authority.

"Den vellykkede udrulning i stor skala af denne nye, billige sensorteknologi vil dramatisk transformere økonomien ved brobevaring/-styring og i sidste ende forbedre broernes brugbarhed, " sagde Nizar Lajnef, MSU-lektor i civil- og miljøteknik. "Vi vil også undersøge, hvordan de indsamlede data kan bruges til at forbedre omkostningseffektive, tilstandsbaseret vedligeholdelse af Mackinac Bridge strukturelle komponenter. Vi er glade for, at dette vil være den første fuldt instrumenterede bro i landet, der bruger avanceret trådløs og selvdrevet overvågningsteknologi."

Fra og med 2016, Lajnef og Shantanu Chakrabartty, WUSTL professor, begyndte at implementere prototypesensorer under broen som en del af et demonstrationsprojekt sponsoreret af Federal Highway Administration. Mackinac-broen gav en højprofileret testplads for disse selvdrevne sensorer. Siden da, de nye og forbedrede versioner af de selvdrevne sensorer er udviklet som en del af National Science Foundations Cyber-physical Systems-program og er blevet implementeret med succes på broen.

Flere af sensorernes funktioner gør dem attraktive for infrastrukturforvaltere. Fordi sensorerne ikke har nogen ekstern strømkilde, de eliminerer problemet med at kræve batteriskift eller ledninger til strømkilder. De behøver heller ikke ledninger for at få adgang til de data, de indsamler; personalet kan få adgang til oplysningerne trådløst.

"Ud over at være et statsdækkende behov, udvikling af effektive metoder til at bevare vores transportinfrastruktursystemer er et kritisk nationalt behov, " sagde Lajnef. "Gennem denne storstilede implementering, vi vil vise, at systemet selvstændigt kan overvåge belastningen, som brokomponenterne oplever, og at informationen fra sensorerne kan indsamles uden væsentlig menneskelig indgriben og til væsentligt lave omkostninger."

MSU er en ideel partner i fremskridt som disse på grund af universitetets forpligtelse til at teste nye teknologier til nye mobilitetsløsninger. Som en del af dette initiativ, universitetet er godt rustet til at fremme mobilitet ved at udnytte sin ekspertise og samarbejde med stærke industripartnere.

MBA personale vil hjælpe med installation af de ekstra sensorer, tilbyder udstyr og adgang til broen. MBA bevarer ejerskabet af data indsamlet af sensorerne, med WUSTL, der leverer sensorprototyperne, og MSU leverer værktøjer til at analysere og fortolke disse data, som bropersonale kan bruge til at vejlede ingeniør- og vedligeholdelsesbeslutninger. Holdet kan bruge dataene til forskningspublicering med godkendelse fra MBA.

Holdet planlægger at starte installationen af ​​de yderligere og forbedrede sensorer til sommer. Forskerne vil koordinere installationstidspunktet og eventuelle nødvendige banelukninger med MBA-personale.