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桥能推动历史发展?如此重要应该如何维护?

2019-01-04
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今年10月24日,举世瞩目的港珠澳大桥正式通车。这座连通三地,耗资千亿,全场约55公里的跨海大桥之所以深受关注,不只是因为这座大桥创下了多项世界之最,增进了港澳地区和大陆地区人们的来往,更是由于它的建成,粤港澳大湾区1小时交通生活经济圈逐渐形成,而它在未来所带来的经济效益,可不是用计算机能计算出来的。


图片来源:港珠澳大桥管理局


所以,永远不要小瞧一座桥的力量。

 

它在推进历史进程,以及经济贸易中可是扮演着十分重要的角色,就拿著名的美国的金门大桥来说,由于19世纪中期的“淘金热”,让旧金山扩张成一座人口数万的城市。为了便于人们“淘金”,免受奔波之苦开拓贸易,金门大桥就这么诞生了。


图片来源:pexels


这座大桥将旧金山和北湾地区连为一体,在淘金热时代,它就像是通往金矿的一扇大门,因此被命名为“金门大桥”。它在桥梁建筑学上更是一个创举,因为它只有两大支柱,金门大桥并非利用桥墩支撑桥身,而是通过桥两侧的弧形吊带所产生的巨大拉力,将沉重的桥身高高吊起,被称为人类的十大奇迹之一。

 

如今的金门大桥是世界上最繁忙的桥梁之一,现年81岁的金门大桥每天约有10万辆汽车从桥上穿梭。其实除了金门大桥以外,在美国境内还有超过600,000座桥梁,它们兢兢业业为人民服务多年,但其中有近10%的桥梁目前在结构上存在缺陷或已经太过老旧。每座桥梁都有其独特的结构,需要定期检查才能达到正常使用的安全标准,就像金门大桥能如此“老当益壮”,自然是离不开相关人员对其的不定期“体检”。

 

那么工作人员是如何对桥梁进行检修的呢?

 

一般来说,桥梁的检修大多数是凭借着工程师的经验进行,他们依靠肉眼或者辅助工具(比如桥检车、望远镜),来检测桥梁主体是否出现裂缝或者露筋锈蚀等。但这种人工检修并不是总能获取到准确的修复评估数据。


图片来源:pexels


另外,如果是运用这种方法对于特殊结构的桥梁,就有可能出现检测盲区。由于常规的检测手段无法触及,就需要人工现场勘查。但是这样不仅效率低,而且危险系数也会比较高。更重要的是,如果是像金门这种处于交通要塞的大桥,由于需要检修而封桥,势必会对日常交通造成影响。


图片来源:pexels


不过上述的这些难题,随着无人机技术的日渐成熟, 基本上都能得到有效的解决。通过利用无人机拍摄多个高分辨率航拍图像后,将这些图像生成3D模型或数字化结构副本,不仅能对桥梁进行可视化分析,甚至还可以监测随时间推桥梁漆面的老化情况和线缆的稳定性,以便将来为维修工作提供技术参考。



这个解决方案还可以协助行政人员完成从飞行方案制定到空中数据采集再到基于云端的数字化数据管理、处理以及分析的全无人机工作流程。而现阶段利用无人机桥梁检测进入实用阶段,甚至在某些案例中,它比一次标准的检修流程节省了约40%的成本。

 

比如在与肯塔基州交通内阁和Michael Baker国际公司的合作中,英特尔利用无人机技术帮助检查和分析横跨俄亥俄河的八车道州际大桥Daniel Carter Beard。这座双跨钢造系杆的拱桥,连接俄亥俄州辛辛那提和肯塔基州新港之间的471号州际公路,每天运载10万辆汽车。



在此之前检查桥梁上的线缆是否生锈,裂缝,碎片等通常是由一个绳索团队完成的,这不仅受天气限制还十分危险,而利用英特尔无人机技术,在保持整个大桥完全正常通行的情况下,对桥梁进行“体检”,过程更快也更安全。

 

举例来说,英特尔Falcon8+无人机在遇到某些外部影响(如大风或电磁干扰)时仍可正常工作,这种强大而先进的飞行系统保证了对那些难以到达区域的安全的、可伸缩的访问,减少了高风险人工检修方法(比如,人工利用绳索进行检修),检修人员只需一键即可获取高质量的空中数据,极大地提高了安全性。



不仅如此,英特尔及其商用无人机技术还有助于桥梁“体检”自动化程度,以及节省大量检修成本。在于明尼苏达州交通部和Collins公司工程师的合作中,他们通过利用无人机技术,加速明尼阿波利斯市地标性建筑——行人与自行车桥Stone Arch大桥的检修。



与之前对比,他们将这项工作花费的时间缩短了28%。这一举措能够节省大约40%的检修成本,未来10年可以为纳税人节约大约16万美元的花费。戳视频了解更多。



所以,不要小瞧无人机的力量。


如果你对于无人机的印象还只是停留在航拍的阶段,那可就太小瞧它了。除了能帮助工作人员检测桥梁,还能帮助修缮长城。箭扣长城由于位于险峰之上,而且周边草木茂盛,修缮人员很难到达施工现场进行勘察工作。



因此工人员选择使用英特尔的人工智能技术、猎鹰8+无人机技术、以及英特尔®至强®可扩展平台的组合,通过绘制高清图像、数据以及3D建模来对北京箭扣长城城墙进行远程检查与制图。



其中英特尔猎鹰8+无人机仅用3天,就拍摄完成检查箭扣长城的破损和3D重建所需要上万张图片,大大节省了工作人员的时间。然后利用人工智能大数据快速分析箭扣长城需要被修缮的城墙墙面情况,并进行虚拟重建,为箭扣长城的修缮、维护提供更清晰、更有针对性的指导建议,同时也为日后的进一步工作提供了预测数据。



可以预见的是,随着无人机以及人工智能技术的成熟,它也将应用于更加多的领域,将原本很难完成的一些事情变得简单,比如像上文的桥梁检测,修缮长城,甚至在未来有可能在救灾,快递等领域有所作为,让我们拭目以待。





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