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卡內(nèi)基梅隆大學(xué)Scott Hall前的Matteo Pozzi。

只需沿著道路行駛，您就可以了解我們基礎(chǔ)架構(gòu)的當(dāng)前狀態(tài)：崩潰和需要維修。除了用新的結(jié)構(gòu)和材料來改造或替換當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施外，像傳感器這樣的新技術(shù)還為檢查員提供了一種幾乎連續(xù)觀察系統(tǒng)內(nèi)部的方式。

但是，僅將傳感器放置在橋的側(cè)面并不能自動節(jié)省成本和提供更安全的橋。取而代之的是，部署這些傳感器的成本很高，并且取決于各種因素如何共同發(fā)揮作用才有利。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)土木與環(huán)境工程（CEE）部門的研究人員正在利用CEE校友Milad Memarzadeh先前的工作，研究信息對基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)決策的影響。CEE教授Matteo Pozzi和博士最近在結(jié)構(gòu)控制健康監(jiān)測中發(fā)表了一篇論文 。學(xué)生Shuo Li提出了一個通用框架，該框架根據(jù)圍繞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組件的信息評估將傳感和監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的好處。

假設(shè)您是橋梁檢查員，并且想知道結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生了什么。橋的不同組件會由于老化和退化而改變狀態(tài)，因此，組件的當(dāng)前狀態(tài)及其隨時間的退化情況尚不確定。傳感器或監(jiān)視系統(tǒng)將提供信息流，為您提供此信息，并且您可以以一定的精度定期檢查組件的狀態(tài)。如果使用正確，該系統(tǒng)可以防止橋梁坍塌。同時，當(dāng)橋梁不需要它時，它還可以使您免于不必要的維修。

Pozzi說：“并不清楚將多少投資用于傳感器，而將多少投資于翻新和更換�！� “這仍在進(jìn)行中，正在評估應(yīng)該監(jiān)視哪些結(jié)構(gòu)以及對每個結(jié)構(gòu)進(jìn)行多少投資�！�

在理想的情況下，我們會將傳感器應(yīng)用于每個基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。但是，由于資金資源有限，并且傳感系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)成本可能很高，因此用傳感系統(tǒng)對每座橋梁進(jìn)行檢測并不是解決問題的辦法。因此，評估傳感器提供的信息的實(shí)際價值很重要。

Pozzi和Li提出的框架發(fā)現(xiàn)，有幾個關(guān)鍵因素決定了感測的價值：組件退化的速度，可以采取何種措施應(yīng)對退化，與維護(hù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)成本，維修成本，與傳感器本身的故障或故障有關(guān)的成本，傳感器的精度，傳感器給您響應(yīng)的頻率以及對傳感器信息做出反應(yīng)的速度。例如，如果一個感應(yīng)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的信息，但管理者無法對信息做出快速反應(yīng)以及時緩解問題，擁有傳感器可能不值得花這筆錢。當(dāng)資源有限且在復(fù)雜的基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)中分配資金很復(fù)雜時，該框架將尋求提供定量指導(dǎo)。

Pozzi說：“例如，通過提高安全性，減少交通網(wǎng)絡(luò)造成的擁堵和問題，對基礎(chǔ)設(shè)施的投資可以帶來可觀的回報�！� “在這些投資中，有些可以分配給翻新或更換基礎(chǔ)設(shè)施組件，有些也可以分配給傳感器。我們的框架面向必須控制和保證建筑環(huán)境安全的實(shí)體，以幫助他們做出重要的決定。關(guān)于我們的基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)。”