圖：番禺大橋上一共安裝了24個傳感器和6個網關，通過大橋上的電源進行充電/網絡圖片
在廣州市南沙資訊科技園的香港科技大學霍英東研究院內，物聯網研發部總監高民和經理沈鍾透過屏幕監測番禺大橋的動態，小到拿着一個錘子對地面進行敲擊，大到一輛貨車通過橋墩時對其產生的輾壓，都將化成一條實時「心電圖」數據。這一切，得益於番禺大橋橋墩下每隔10米的一個長方形應力波傳感器。據悉，該傳感器有望明年推出市場，為建築安全預警提供新的解決方案。/大公報記者黃寶儀廣州報道
傳感器並不是什麼新技術，但基於傳感器所構建的無線多跳自組織網絡在本世紀初才逐步發展。霍英東研究院的研發團隊部署在廣州番禺大橋，基於水泥基的壓電傳感器，專門針對橋樑結構狀態進行在線監測。該項目從2014年開始，一共安裝24個傳感器和6個網關。
過去，業界對大橋安全性的監測主要是人工檢視，超聲波探傷或者是差分GPS定位，幾種方式都以主動檢測為主，缺乏長期的預警監測手段。沈鍾告訴記者，應用在番禺大橋上的傳感器將新型水泥基複合材料壓電傳感器與物聯網技術結合，形成一個數據收集、轉化、傳輸的系統。
應力波圖推斷橋樑健康
據介紹，這種新型傳感器由一個採集模塊和一個傳輸模塊組成，採集模塊功能為收集橋樑本身所接受到的應力波，並將這種力學信號轉換成為電信號，然後通過傳輸模塊和網關將應力波數據傳回服務器。如果有壓力對橋樑結構造成影響，哪怕是細微的裂縫，人眼發現不了，整個系統也能通過應力波波形情況反映出來。通過單點的應力波採集，結合不同狀況多點數據的模型，系統就可以像「心電圖」一樣推斷橋樑的健康情況，對橋樑的結構安全作出預警。
在霍英東研究院物聯網研發部，記者看到了這些傳感器模塊，不過與他們放在一起的混凝土攪拌機和水泥更吸引記者的目光。沈鍾說，這些都是用於日常實驗的器材，研究人員自己製作水泥塊並進行敲擊、壓折等試驗，通過傳感器對這個過程中水泥塊釋放的應力波進行監測，實際也是一個收集數據、建模的過程。
產品可用於其他建築
雖然目前該項目已經成功研發出產品，就一個科研成果從研發到應用整個流程來說，仍處於中試階段，監測傳感器、建網傳遞數據兩步完成後，最關鍵的就是建模和數據分析，提高預警的精確度。
據介紹，該技術目前國際上也有其他科研團隊在推進，其最大難度不是系統搭建，而是應力波與結構關係的研究以及建模，不過沈鍾相信，一旦建立模型成功，該技術將成為一項能夠對大橋進行健康監測的診療技術，還可以同時推廣應用在其他建築物上。監測數據不僅能進行建築安全預警，出現問題之後也可以通過數據分析，追溯出問題來源，杜絕豆腐渣工程。
