《傳感中國 第一期》高鐵道路橋梁中的億萬傳感器
今年年初，央視推出了系列節(jié)目《傳感中國》，通過傳感器這一細小的高科技領(lǐng)域，透視我國近些年高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時也向億萬中國民眾科普了傳感器在高鐵隧道、南水北調(diào)、農(nóng)業(yè)、物流、智慧城市等關(guān)系國計民生的重大工程中發(fā)揮的巨大作用。
《傳感中國》第一期，分秒為計 守護回家路，通過對高鐵、橋梁中不同傳感器的描述，讓我們了解到在越來越便捷、安全的出行背后，有著不為人知的呵護。
《傳感中國》高鐵道路的億萬傳感器
從重慶到四川成都，短短77分鐘的車程，列車要經(jīng)過世界上地質(zhì)最不穩(wěn)定的地區(qū)之一。列車平均每三分鐘就要鉆過一次隧道，在列車高速進入隧道時，空氣受驟然擠壓會產(chǎn)生的強烈沖擊波如果直接作用于人耳，人耳將會感覺強烈的不適，但實際上乘客們基本無感，這是軌道定位盒子與列車頭部壓力傳感器完美配合的結(jié)果。
動車組上的壓力保護系統(tǒng)，能夠抑制車外壓力向車內(nèi)的傳遞速度。而想要達到這個要求，就離不開山東仁科的壓力傳感器，動車研發(fā)設(shè)計人員通常在司機室兩側(cè)靠近側(cè)門位置設(shè)置定位車間內(nèi)傳感器的檢測點，實時監(jiān)測壓力數(shù)值變化。
如果滿足車內(nèi)壓力波動的相關(guān)條件，壓力保護控制裝置就會使繼電器動作進而驅(qū)動空調(diào)控制柜中間繼電器發(fā)生動作，以控制空調(diào)機組新風口以及廢排裝置風口位置的壓力保護閥發(fā)生動作，及時關(guān)閉進風口以及廢排風口，并切斷車外壓力向車內(nèi)通道的波動，防止車內(nèi)產(chǎn)生較大壓力變化，以確保駕駛?cè)藛T和乘客的舒適性。
所以，一個小小的壓力傳感器，其實在列車的運行中一直扮演著關(guān)鍵角色。
在這種地質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū)建立的地下隧道里，一輛輛列車呼嘯而過，隨著隧道的長期運營，土層會持續(xù)增大縱向沉降，不均勻沉降會讓隧道產(chǎn)生彎曲變形，影響軌道的平整和乘客的舒適性，并導致隧道接縫張開，進一步加劇滲透，甚至漏泥，對隧道的結(jié)構(gòu)、接頭和正常運營造成威脅。
因此，必須重視隧道結(jié)構(gòu)體在長期運營中的沿縱向的整體形變，并從設(shè)計、施工、工程防治、周圍環(huán)境的影響等方面予以綜合管理與控制，這時候，山東仁科LoRa高精度傾角變送器便開始了它的工作。
山東仁科LoRa高精度傾角變送器能夠通過檢測使用環(huán)境中的傾斜角度來判斷物體的傾斜狀態(tài)，并將檢測到的物體X 軸傾斜角度、Y 軸傾斜角度、環(huán)境溫度值、設(shè)備電量、信號強度等數(shù)據(jù)通過 LORA 網(wǎng)關(guān)傳輸至監(jiān)控平臺，管理員可以遠程在手機或電腦遠程查看數(shù)據(jù)，全面掌握待檢測物體環(huán)境溫度與傾斜狀態(tài)，以便及時維修，保證來往列車的正常運行及乘客安全。
伴隨傳感器技術(shù)的提升，如今的動車運行實現(xiàn)了依靠動車視頻分析組每天分析傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，早早將隱患提前排查，保護乘客安全。
《傳感中國》橋梁中的億萬傳感器
雅康高速從四川盆地到青藏高原有135公里的路程，需要經(jīng)歷2000米的高差，跨越7座特大橋。橫跨大陸河的興康特大橋就建設(shè)在高海拔，高地震烈度帶、復(fù)雜風場環(huán)境下，自建成以來已經(jīng)平穩(wěn)運行了4年之久，而大橋能夠安全運行同樣得益于橋上遍布的各類傳感器。
在車輛上橋瞬間，安裝在大橋各部位的傳感器便開始工作。橋面稱重系統(tǒng)開始稱重，主梁各部位的傳感器收集橋面振動頻率、幅度數(shù)據(jù)，以便計算出當下、未來的大橋承載能力。
來來往往的車輛在大橋上行駛，長此以往的壓力很容易導致特大橋在使用中或多或少地產(chǎn)生位移，比如：恒載和活載引起的豎向變形、車輛拐彎時產(chǎn)生的離心力引起的橫向位移、還有活載作用（制動力）引起縱向位移。常規(guī)位移傳感器只能檢測橋梁局部的相對變化，不能監(jiān)測橋梁整體的絕對三維位移，而人工現(xiàn)場勘測的三維位移，效率低，實時性差。
山東仁科GNSS位移監(jiān)測站采用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)等多種衛(wèi)星定位技術(shù)，聯(lián)合了RTK載波相位差分定位技術(shù)，可同時測定特大橋中多點的三維位移，并將數(shù)據(jù)遠程實時上傳至監(jiān)控平臺，以便管理人員查看，完美解決了以上難題。
測量原理：
設(shè)備采用了差分定位技術(shù)，所以至少要有一個基準站， 一個基準站可以對應(yīng)多個測量站，一個基準站最多帶 32 個測量站。常規(guī)版基準站與測量站之間的視距為5千米以內(nèi)，加強版的視距最遠可達30千米。
除了定位系統(tǒng)外，興康特大橋中還有感知環(huán)境危險的傳感器感聽著地動、風吹等細微變化，在分秒間、方寸內(nèi)守護著大橋的安全。
興康特大橋被譽為“川藏第一橋”，正好位于3條地震斷裂帶交界處，大渡河河谷區(qū)氣候多變，河谷風特別大。在這種情況下，風速/風向變送器就顯得尤為重要。山東仁科超聲波風速/風向變送器采用隨機誤差識別技術(shù)可以同時測量風速/風向的瞬時數(shù)值，沒有啟動風速限制，可以在零風速下工作，無角度限制，能夠360°全方位監(jiān)測特大橋周圍的風速/風向，并以無線輸出（沒有距離限制）的方式上傳至監(jiān)控平臺，管理人員可以遠程查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，保障道路交通安全。
此外，山東仁科超聲波風速風向變送器能夠跟其他傳感器共同組成公路氣象站。它通過利用采集控制技術(shù)、遠程傳輸技術(shù)等建立起靈活高效的管理機制和完善的監(jiān)測系統(tǒng)，24小時不間斷采集大氣能見度、路面溫度、環(huán)境溫/濕度、風速/風向、噪聲、PM2.5/PM10、大氣壓力等多種要素，并將其匯總遠程傳輸至管理部門，為管理部門提供暢通的氣象傳輸途徑，守護人們的回家路。
一趟趟智能列車飛馳，一輛輛大巴車穿行于橋梁隧道間，數(shù)千萬的傳感器，編織成親密的安全網(wǎng)，守護著每一個出行的人。創(chuàng)新為科技提供發(fā)展的動力和方向，科技回饋人們更多的溫暖和安全，實現(xiàn)人們便捷生活的愿望。
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