Budowa mostów: lepsze metody zarządzania i konserwacji oraz większe bezpieczeństwo
Powszechnie przyjmuje się, że zmiany klimatyczne doprowadzą do całkowitej zmiany zrównoważonego obiegu wody w przyrodzie, tym samym powodując częstsze powodzie stwarzające zagrożenie dla mostów i infrastruktury transportowej. Badania wykazały, że spośród wszystkich zagrożeń, czynniki hydrologiczne (podmywanie) stanowią najczęstszą przyczynę częściowych uszkodzeń lub całkowitego zniszczenia konstrukcji mostów. Opracowanie efektywnego i wydajnego systemu zarządzania infrastrukturą mostową, obejmującego monitorowanie i prognozowanie meteorologiczne, oznacza, że inżynierowie otrzymają narzędzia do tego, by zwiększyć bezpieczeństwo, zmniejszyć koszty zarządzania, a także przygotować infrastrukturę z dużym wyprzedzeniem na skutki powodzi. W ramach projektu BRIDGE SMS opracowano zautomatyzowane, otwartoźródłowe i oparte na chmurze narzędzie wspomagania decyzji i zarządzania, które łączy wiedzę z zakresu hydrologii i inżynierii rzecznej z wiedzą dotyczącą przemysłowych systemów zarządzania infrastrukturą mostową. Dzięki wdrożeniu protokołów, architektury i kanałów komunikacyjnych system jest obecnie gotowy do szerokiego zastosowania. Inteligentny system wspomagania decyzji Przeglądy, ocena stanu i konserwacja mostów opierają się na szerokiej wiedzy z różnych dziedzin, takich jak inżynieria budowlana, geotechnika, hydraulika, hydrologia, materiałoznawstwo i zarządzanie transportem. Jednym z osiągnięć projektu BRIDGE SMS, wspieranego przez projekt IAPP realizowany w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, jest automatyzacja połączenia tych wielu dziedzin wiedzy w celu opracowania inteligentnego systemu wspomagania decyzji na potrzeby oceny stanu i zarządzania strukturalną i hydrauliczną podatnością mostów poprowadzonych nad wodą. „Nowe, znormalizowane podejście do kontroli mostów przyczyni się do automatyzacji procedur dotyczących przeglądów ich konstrukcji i sporządzania sprawozdań”, wyjaśnia dr Eamon McKeogh, koordynator projektu. „W połączeniu z prognozowaniem pogody i powodzi pozwoli to jednostkom zarządzającym mostami i inżynierom budowy na lepsze planowanie działań i obniżenie ogólnych kosztów zarządzania infrastrukturą mostową”. Nowa metoda przeprowadzania przeglądów obejmuje kilka elementów mających zastosowanie zarówno do konstrukcji, jak i do stopnia podmywania konstrukcji. Mosty mogą być szybko skontrolowane za pomocą specjalnego tabletu, dzięki któremu dane gromadzone są na miejscu. System prognozowania powodzi i wczesnego ostrzegania w połączeniu z niedrogim systemem opartym na urządzeniach Internetu rzeczy do monitorowania pogody i warunków panujących na rzekach pomaga decydentom w podejmowaniu działań przygotowawczych na długo przed wystąpieniem niebezpiecznych zdarzeń. Wszystkie informacje dotyczące danego mostu, takie jak geometria, zdjęcia i szczegóły konserwacji, są łączone i prezentowane na dedykowanej platformie, która składa się z kilku modułów, obejmujących bazę danych Bridge Inventory i system informacji geograficznej. Mogą one działać niezależnie i na oddzielnych serwerach, ale wszystkie komunikują się z centralną bazą danych i modułem Bridge Inventory. Platforma umożliwia także dostęp do informacji historycznych, bieżących i prognozowanych, pozwala na importowanie i eksportowanie danych, a ponadto ma możliwość połączenia z różnymi zewnętrznymi bazami danych. Mobilne urządzenie przeznaczone do kontroli jest szczególnie wszechstronne, jeżeli chodzi o przeciwdziałanie podmywaniu konstrukcji mostu, czyli pogłębianiu się koryta rzeki wokół podbudowy i fundamentów wskutek działania rwącego prądu wody. System prognozowania daje możliwość oszacowania stopnia zagrożenia powodziowego i głębokości podmycia nawet na 10 dni przed wystąpieniem rzeki z koryta. Ponadto narzędzie wykorzystuje specjalny algorytm w celu połączenia tych informacji z danymi na temat stanu mostu i głębokości fundamentu, co pozwala ocenić podatność całej konstrukcji. Wyniki tych ocen dobrze korelują z przeglądami manualnymi. Badania pilotażowe przeprowadzono na dwóch zlewniach rzek w hrabstwie Cork w Irlandii, a dalsze testy systemu wykonano na mostach w Chorwacji i Portugalii. Kompletny produkt jest prawie gotowy do wprowadzenia na rynek. Wymaga tylko pewnych dostosowań do potrzeb nowych użytkowników. „Nowe podejście do przeglądu konstrukcji mostów, aplikacja na tablet i funkcja prognozowania powodzi wzbudziły szczególne zainteresowanie wśród instytucji rządowych odpowiedzialnych za tę dziedzinę”, dodaje dr McKeogh. Dwóch partnerów przemysłowych w Irlandii i Portugalii korzysta już z pierwszych wersji systemu, a Uniwersytet w Zagrzebiu właśnie utworzył nową spółkę. W międzyczasie zespół projektowy nadal pracuje nad ulepszeniem swojego produktu.
Słowa kluczowe
BRIDGE SMS, zmiany klimatu, przystosowanie, łagodzenie, wczesne ostrzeganie, zagrożenia hydrologiczne, podmywanie, prognozy meteorologiczne, inżynieria budowlana, hydrologia, powodzie
