在瑞士埃彭伯格隧道的建設(shè)過程中，施工方以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升巖土監(jiān)測(cè)質(zhì)量。近日，工程運(yùn)營(yíng)情報(bào)先驅(qū)企業(yè)Worldsensing首席執(zhí)行官Ignasi Vilajosana，分享了土木工程如何運(yùn)用互聯(lián)設(shè)備，將挑戰(zhàn)性項(xiàng)目的數(shù)據(jù)變?yōu)榭煽刭Y訊。

[[271823]]

根據(jù)市場(chǎng)研究公司Gartner的一份報(bào)告，截至2020年，全球?qū)⒂?00億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代的發(fā)展，我們的設(shè)備將變得更小、更準(zhǔn)確，并與更廣泛的行業(yè)相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接觸更為便利，由此，土木工程便獲得了提升運(yùn)營(yíng)效率的機(jī)會(huì)。

事實(shí)上，我們已經(jīng)見證了巖土工程和施工監(jiān)控的新時(shí)代，工程師可以遠(yuǎn)程分析項(xiàng)目和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，并從一系列資產(chǎn)中以實(shí)時(shí)、數(shù)字化的方式收集信息。

本文將探討如何從施工階段，到關(guān)鍵資產(chǎn)的持續(xù)維護(hù)和管理階段，通過使用實(shí)地驗(yàn)證的傳感器技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，使土木工程組織能夠從自動(dòng)化監(jiān)控中獲益。此外，還將探討如何正確運(yùn)用生成的數(shù)據(jù)，從而提高生產(chǎn)力、質(zhì)量管理和項(xiàng)目績(jī)效。

土木工程行業(yè)的強(qiáng)心劑

數(shù)據(jù)采集在工程建設(shè)中發(fā)揮著重要而廣泛的作用。從監(jiān)測(cè)土體固結(jié)過程中的水壓變化、土體圍墾過程中的沉降，到隧道施工過程中的地形變形評(píng)估，能夠準(zhǔn)確記錄大量測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)工程的成功至關(guān)重要。

到目前為止，數(shù)據(jù)采集主要靠人工完成，工程師們?cè)诠さ噩F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測(cè)量——這種方法常常會(huì)降低生產(chǎn)率。人工數(shù)據(jù)收集有復(fù)雜、不夠精確和耗時(shí)的特性，工程師們不僅要應(yīng)對(duì)惡劣的建設(shè)環(huán)境，還面臨著這樣的風(fēng)險(xiǎn)：由于處理速度不夠快，工地狀況可能在讀數(shù)過程中發(fā)生變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可靠。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)對(duì)土木工程行業(yè)來(lái)說算是一劑強(qiáng)心針。使用低能耗傳感器，監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施的狀況和環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程收集，然后通過安全的在線控制面板，進(jìn)行整合和可視化。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過有效簡(jiǎn)化操作和實(shí)時(shí)獲取信息，其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)顯而易見：高速、精準(zhǔn)和高效。

瑞士埃彭伯格隧道的建設(shè)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前用于加強(qiáng)巖土監(jiān)測(cè)過程的典范。這條隧道全長(zhǎng)3.1公里，其建設(shè)目的是緩解瑞士繁忙鐵路線的擁堵狀況。

[[271824]]

建造這類基礎(chǔ)設(shè)施需要經(jīng)常進(jìn)行可靠的巖土工程監(jiān)測(cè)，以發(fā)現(xiàn)任何可能影響建筑工程的情況。為確保施工的最高效率和準(zhǔn)確度，工程小組在隧道外裝設(shè)了無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括55個(gè)負(fù)載錨和5個(gè)伸長(zhǎng)計(jì)，以收集施工期間需要的巖土儀器讀數(shù)。

低功耗無(wú)線傳感器系統(tǒng)，可為施工提供高效的監(jiān)測(cè)解決方案，傳感器可以完全適配現(xiàn)有的各種巖土儀器。重要的是，施工的自動(dòng)化監(jiān)督，意味著對(duì)人工讀數(shù)和人工控制的需求被徹底消除，大大減少了原本可用于監(jiān)督任務(wù)的時(shí)間和成本。

在監(jiān)測(cè)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)時(shí)，快速收集數(shù)據(jù)的能力同樣重要。美國(guó)公路與運(yùn)輸建筑商協(xié)會(huì)(ARTBA)去年發(fā)布的一份報(bào)告顯示，美國(guó)境內(nèi)609, 539座橋梁中的58495座(即十分之一)存在結(jié)構(gòu)缺陷。

測(cè)量振動(dòng)、傾斜度和傾斜等多種因素，并將這些信息以數(shù)字化的方式進(jìn)行記錄，可為工程師在提高關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的安全性，以及維護(hù)方面提供重要幫助。傳感器可以永久部署，也可在每次需要新數(shù)據(jù)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)裝卸?，F(xiàn)在，新技術(shù)提供了廣泛的解決方案，以便在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和巖土監(jiān)測(cè)中進(jìn)行遠(yuǎn)程讀數(shù)，有些遠(yuǎn)程讀數(shù)可發(fā)生在15公里(9英里)之外——這對(duì)于管道、鐵路和隧道等需大面積作業(yè)的土木工程項(xiàng)目尤為有效。

運(yùn)營(yíng)情報(bào)

雖然以數(shù)字化方式收集信息的自動(dòng)化流程，可極大減少人工任務(wù)和相關(guān)成本，但是，在土木工程項(xiàng)目的多個(gè)方面部署傳感器技術(shù)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量未連接數(shù)據(jù)集的“數(shù)據(jù)過載”。

因此，并不是只有收集數(shù)據(jù)才能顯著提高生產(chǎn)率。相反，這取決于數(shù)據(jù)的分析方式和使用方式。

運(yùn)營(yíng)情報(bào)解決方案的實(shí)施可使數(shù)據(jù)集中。但是，運(yùn)營(yíng)情報(bào)并不僅是通過儀表板，將這些匯總的信息可視化，而是希望在這方面更進(jìn)一步。換句話說，成功利用運(yùn)營(yíng)情報(bào)的組織，能夠?qū)崟r(shí)洞察決策過程，目的不僅在于即時(shí)效果，還是為了開發(fā)預(yù)測(cè)性和預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)方法，最終提高生產(chǎn)率。

回到我們之前的隧道建設(shè)案例，在這樣的環(huán)境中，無(wú)線傳感技術(shù)與運(yùn)營(yíng)情報(bào)的結(jié)合，展示了將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策的過程。利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的能力，意味著工程師可更好地為整個(gè)施工過程的移動(dòng)，建立觸發(fā)位準(zhǔn)。

事實(shí)上，運(yùn)營(yíng)情報(bào)網(wǎng)甚至可通過分析過去和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集，以及機(jī)器學(xué)習(xí)能力，自動(dòng)為施工提供警告。在隧道施工的案例中，如果探測(cè)到足夠的移動(dòng)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)便可在足夠的時(shí)間內(nèi)得到預(yù)警，針對(duì)移動(dòng)的隧道施工過程，進(jìn)行必要的修改，并確保施工按計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行。

[[271825]]

運(yùn)營(yíng)情報(bào)還可幫助民用基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)，制定公共安全和文化遺產(chǎn)保護(hù)戰(zhàn)略。意大利歷史名城佛羅倫薩每年吸引約1600萬(wàn)游客，佛羅倫薩當(dāng)局正在使用連接到某軟件套件的巖土傳感器網(wǎng)絡(luò)，來(lái)監(jiān)測(cè)著名的維琪奧橋。傳感器部署于這座32米長(zhǎng)的中世紀(jì)橋梁沿線，可實(shí)時(shí)提供該橋和附近土地的穩(wěn)定性信息。如果發(fā)現(xiàn)任何不尋常的移動(dòng)，當(dāng)局官員便會(huì)收到預(yù)警，并立即采取行動(dòng)，以防佛羅倫薩的公共安全受到威脅。

淘汰人工讀數(shù)

對(duì)土木工程機(jī)構(gòu)而言，資產(chǎn)的數(shù)字化無(wú)疑通過自動(dòng)化監(jiān)管提高了運(yùn)營(yíng)效率，幾乎消除了人工讀取數(shù)據(jù)的需要。然而，真正的投資回報(bào)，在于擁有管理這些數(shù)據(jù)的適當(dāng)平臺(tái)與流程。

以相關(guān)運(yùn)營(yíng)情報(bào)戰(zhàn)略來(lái)分析和影響決策，可提高項(xiàng)目績(jī)效和生產(chǎn)力。通過用數(shù)據(jù)來(lái)更好地控制勞動(dòng)力、供應(yīng)和結(jié)構(gòu)分析，土木工程組織不僅減少了與項(xiàng)目相關(guān)的時(shí)間和成本，還在面對(duì)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)先計(jì)劃對(duì)策時(shí)，處于更有優(yōu)勢(shì)的地位。