Gewoon over de weg rijden geeft je een idee van de huidige staat van onze infrastructuur:afbrokkelend en aan reparatie toe. Naast het aanpassen of vervangen van de huidige infrastructuur door nieuwe constructies en materialen, nieuwe technologie zoals sensoren biedt inspecteurs een manier om bijna continu in de systemen te kijken.

Maar alleen het plaatsen van een sensor aan de zijkant van een brug leidt niet automatisch tot kostenbesparing en een veiligere brug. In plaats daarvan is het inzetten van deze sensoren kostbaar en hangt het af van hoe verschillende factoren samenwerken om voordelig te zijn.

Onderzoekers van de afdeling Civiele en Milieutechniek (CEE) van de Carnegie Mellon University bestuderen de impact van informatie op de besluitvorming voor infrastructuursystemen, gebruikmakend van eerder werk met CEE-alumnus Milad Memarzadeh. In een onlangs gepubliceerd artikel in Structurele controle Gezondheidsbewaking , CEE Professor Matteo Pozzi en Ph.D. student Shuo Li stelde een algemeen raamwerk voor dat het voordeel evalueert van het toepassen van detectie- en monitoringsystemen op infrastructuur op basis van informatie rond de infrastructuurcomponent.

Stel je voor dat je een bruginspecteur bent en je wilt weten wat er binnen in de constructie gebeurt. De verschillende componenten van de brug veranderen van toestand door veroudering en degradatie, er is dus onzekerheid over de huidige toestand van een onderdeel en hoe het in de loop van de tijd zal verslechteren. Een sensor of monitoringsysteem zou een informatiestroom verschaffen die u deze informatie zou geven, en u kunt de staat van het onderdeel periodiek met enige precisie controleren. Indien correct gebruikt, het systeem zou een instorting van de brug kunnen voorkomen. Tegelijkertijd, het kan u ook behoeden voor onnodige reparatie wanneer de brug het niet nodig heeft.

"Het is niet zo duidelijk hoeveel van een investering moet worden gericht op sensoren, en hoeveel moet worden besteed aan aanpassing en vervanging, " zei Pozzi. "Het is nog steeds werk, beoordelen welke structuren moeten worden gecontroleerd en hoeveel in elk van hen moet worden geïnvesteerd."

In een perfecte wereld, we zouden sensoren toepassen op elk infrastructuursysteem. Maar omdat de financieringsmiddelen beperkt zijn en detectiesystemen duur kunnen zijn om te implementeren en te onderhouden, het instrumenteren van elke brug met een sensorsysteem is niet het antwoord. Daarom, het is belangrijk om de werkelijke waarde van de informatie die de sensoren leveren te evalueren.

Het door Pozzi en Li voorgestelde raamwerk ontdekte dat er verschillende sleutelfactoren zijn die de waarde van sensing bepalen:hoe snel de component degradeert, welke acties u kunt ondernemen om de degradatie het hoofd te bieden, de economische kosten in verband met onderhoud, de kosten van reparaties, de kosten in verband met het uitvallen of slecht functioneren van de sensor zelf, hoe nauwkeurig de sensor is, hoe vaak de sensoren u een reactie geven, en hoe snel je kunt reageren op de informatie van de sensor. Bijvoorbeeld, als een detectiesysteem nauwkeurige informatie verschaft, maar de manager niet snel op de informatie kan reageren om het probleem op tijd te verhelpen, het is misschien niet de kosten waard om sensoren te hebben. Wanneer de middelen beperkt zijn en het ingewikkeld is om fondsen toe te wijzen aan complexe infrastructuursystemen, het kader is bedoeld om kwantitatieve richtlijnen te geven.

"Investeringen in infrastructuur kunnen een aanzienlijke winst opleveren door toenemende veiligheid en de vermindering van congestie en problemen als gevolg van het transportnetwerk, bijvoorbeeld, " zei Pozzi. "Onder deze investeringen, sommige kunnen worden toegewezen aan het aanpassen of vervangen van infrastructurele componenten, en sommige kunnen ook worden toegewezen aan sensoren. Ons raamwerk is gericht op entiteiten die de veiligheid van een gebouwde omgeving moeten beheersen en garanderen, om hen te helpen belangrijke beslissingen te nemen met betrekking tot onze infrastructuursystemen."