以“城市地鐵隧道結構的智慧感知”為主題的第210期東方科技論壇近日在上海舉行。研討會(huì )上,相關(guān)專(zhuān)家表示,我國城市的地鐵建設正步入高速發(fā)展階段,但目前投入運營(yíng)后的城市軌道交通結構健康服役問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始顯露,而人們對該問(wèn)題嚴重性的重視程度還遠遠不夠。
由于地質(zhì)條件復雜,同時(shí)受到地下水位變化、周?chē)h(huán)境變化(如高樓大廈建設及其重量對地基沉降的影響等)、列車(chē)震動(dòng),以及設計、施工中存在的缺陷等各種因素的綜合影響,城市軌道交通結構所處的敏感環(huán)境,對其健康服役提出了極高的要求。
例如,研究人員通過(guò)對長(cháng)期監測數據及外觀(guān)狀況檢查結果進(jìn)行分析發(fā)現,目前上海地鐵運營(yíng)隧道病害主要表現為滲漏水、結構裂縫及損壞、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(kāi)、道床與管片脫開(kāi)等其他病害。
據了解,當前,對于結構健康性能的監測主要是采用傳統的人工監測方法以及有線(xiàn)傳感器來(lái)實(shí)現,存在很大的不確定性,難以主動(dòng)、實(shí)時(shí)、可靠地感知結構性能,且對其廣泛應用造成極大的限制。
隨著(zhù)智能傳感器技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和微機電系統(MEMS)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)得到了發(fā)展,并在實(shí)際應用中具有重要的意義。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)傳輸能力,節省了電纜的使用,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算能力,可實(shí)現自診斷、自組織的功能,極大推動(dòng)了結構監測的智能化。
為此,相關(guān)專(zhuān)家建議,針對城市軌道交通地下結構信道雜亂和電磁兼容性要求高等特點(diǎn),研究適合于超長(cháng)線(xiàn)狀地下結構性能全壽命期的高效、全域、經(jīng)濟的智慧感知方法勢在必行。
專(zhuān)家認為,如此便能突破軌道交通地下結構復雜環(huán)境下的智慧感知瓶頸,從而刻畫(huà)復雜環(huán)境下感知、通信、控制的脈絡(luò )結構,利用感知信息揭示軌道交通地下結構性能演化規律,為軌道交通安全運行提供依據。