Перша фаза дослідження та виробництва обладнання для моніторингу деформації мосту з використанням датчика положення: практичне дослідження у В’єтнамі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.263719

Ключові слова:

моніторинг мосту, плата Arduino, датчик потенціометра, підсилювач, моніторинг у реальному часі, переміщення

Анотація

Дана робота є першим результатом експериментального дослідження виробництва обладнання для моніторингу деформації з використанням датчика положення, що є ефективним рішенням для підрядників у моніторингу мостів під час їх будівництва або експлуатації в контексті збільшення кількості великих мостів. Об’єктом дослідження є будівництво мостів. А робота направлена на досягнення двох задач, які включають задоволення потреб інспекторів у моніторингу та попередженні в режимі реального часу під час процесу будівництва за прийнятною ціною та зменшення залежності від виробників у постачанні та експлуатації систем моніторингу.

У дослідженні використовувався датчик положення KTR, лінійний змінний диференціальний трансформатор і плата Arduino для вбудованого кодування. Дані з датчика KTR збираються, обробляються та контролюються програмою, написаною на Python. Результати дослідження порівнюються з реальними спостереженнями Mitutoyo Palmer, які мають точність 0,01 мм у лабораторії.

Початкові результати лабораторії показують перспективи застосування в реальності, а точність підходить для технічних вимірювань. Це також хороший вибір для геодезистів для отримання даних безперервного моніторингу з високою точністю для моніторингу мостів загалом і конструкції зокрема. Дослідження має фундаментальне значення для розширення кількості каналів з 1 до 8 або 16 для моніторингу повного поперечного перерізу. У той же час режим кабельного підключення буде розвинений до режиму Wi-Fi або Bluetooth для онлайн-спостереження.

Результати дослідження підтверджують науковість і доцільність рішення. Це рішення може бути застосоване як для моніторингу мостів, так і для інших областей моніторингу та може використовуватися підрядниками. Вартість проектів моніторингу буде значно зменшена, і більше не буде зривів проектів моніторингу після зміни підрядників, оскільки нова система буде швидко додана або замінена.

Спонсор дослідження

  • The authors are grateful to the board of managers of Thuan Viet company for facilitating the conduct of the experiment in the laboratory.

Біографії авторів

Viet Ha Nguyen, Hanoi University of Mining and Geology

PhD, Associate Professor

Department of Engineering Geodesy

Ngoc Quang Vu, University of Transport and Technology

Postgraduate Student

Department of Transport Planning and Urban Transport

Посилання

  1. Hưởng, B. H. (2014). Bố trí thiết bị quan trắc cho cầu dây văng Rạch Miễu. Tư vấn thiết kế, 1, 33–38.
  2. Nguyen, L., Huy, H. P., Hong, T. B. (2018). Structural Health Monitoring System of the Thuan Phuoc Suspension Bridge in Viet Nam. The International Conference on GeoInformatics for Spatial-Infrastructure Development in Earth & Allied Sciences, 1–13.
  3. Nam, H., Nam, L. V., Thành, N. V., Thông, M. L. (2018). Hệ quan trắc công trình cầu Cần Thơ. Tạp chí Giao thông vận tải, 1–11.
  4. Tùng, T. T. (2015). Thống nhất quản lý việc lắp đặt hệ thống quan trắc trong thi công và khai thác công trình. Tạp chí điện tử Bộ giao thông vận tải, 1–5.
  5. Chính, L. M. (2013). Hệ thống quan trắc lâu dài công trình lớn ở việt nam. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm, 31–33.
  6. Chính, L. M. (2015). Monitoring methods determine displacements of the cable-stayed bridge tower on structural health monitoring system (SHMS). Khoa Học Kỹ Thuật Thủy Lợi và Môi Trường, 48, 57–63.
  7. Bisby, L. A. (2005) An Introduction to Structural Health Monitoring. Available at: http://www.samco.org/network/download_area/teaching_materials/teaching_mat_1.pdf
  8. Atzori, L., Iera, A., Morabito, G. (2010). The Internet of Things: A survey. Computer Networks, 54 (15), 2787–2805. doi: http://doi.org/10.1016/j.comnet.2010.05.010
  9. Vermesan, O., Friess, P., Guillemin, P., Gusmeroli, S., Sundmaeker, H., Bassi, A. et. al. (2009). Internet of Things Strategic Research Roadmap. Internet of Things Vis, 10–51.
  10. Vermesan, O., Friess, P. (2013) Internet of Things – Converging Technologies for Smart Environments and Integrated Ecosystems. River Publishers, 153–204.
  11. Weyrich, M., Ebert, C. (2016). Reference Architectures for the Internet of Things. IEEE Software, 33 (1), 112–116. doi: http://doi.org/10.1109/ms.2016.20
  12. Cavalcante, E., Alves, M. P., Batista, T., Delicato, F. C., Pires, P. F. (2015). An Analysis of Reference Architectures for the Internet of Things. Proceedings of the 1st International Workshop on Exploring Component-Based Techniques for Constructing Reference Architectures. doi: http://doi.org/10.1145/2755567.2755569
  13. BenSaleh, M. S., Saida, R., Kacem, Y. H., Abid, M. (2020). Wireless Sensor Network Design Methodologies: A Survey. Journal of Sensors, 2020, 1–13. doi: http://doi.org/10.1155/2020/9592836
  14. Maraiya, K., Kant, K., Gupta, N. (2011). Application based Study on Wireless Sensor Network. International Journal of Computer Applications, 21 (8), 9–15. doi: http://doi.org/10.5120/2534-3459
  15. Mainwaring, A., Culler, D., Polastre, J., Szewczyk, R., Anderson, J. (2002). Wireless sensor networks for habitat monitoring. Proceedings of the 1st ACM International Workshop on Wireless Sensor Networks and Applications – WSNA ’02. doi: http://doi.org/10.1145/570738.570751
  16. Markmiller, J. F. C., Chang, F.-K. (2009). Sensor Network Optimization for a Passive Sensing Impact Detection Technique. Structural Health Monitoring, 9 (1), 25–39. doi: http://doi.org/10.1177/1475921709349673
  17. Gupta, V., Sharma, M., Thakur, N. (2010). Optimization Criteria for Optimal Placement of Piezoelectric Sensors and Actuators on a Smart Structure: A Technical Review. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 21 (12), 1227–1243. doi: http://doi.org/10.1177/1045389x10381659
  18. Kopáčik, A., Lipták, I., Erdélyi, J., Kyrinovič, P. (2015). Structural health monitoring of bridges using accelerometers – a case study at Apollo Bridge in Bratislava. Geonauka, 3 (1), 9–15. doi: http://doi.org/10.14438/gn.2015.03
  19. Kopáčik, A. (2017). Deformation monitoring of Danube bridges in Bratislava by integrated measurement system. FIG Working Week. Available at: https://www.fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig2017/ppt/ts02f/TS02F_kopacik_liptak_et_al_8542_ppt.pdf
  20. Bacco, M., Barsocchi, P., Cassara, P., Germanese, D., Gotta, A., Leone, G. R. et. al. (2020). Monitoring Ancient Buildings: Real Deployment of an IoT System Enhanced by UAVs and Virtual Reality. IEEE Access, 8, 50131–50148. doi: http://doi.org/10.1109/access.2020.2980359
  21. Ostachowicz, W., Soman, R., Malinowski, P. (2019). Optimization of sensor placement for structural health monitoring: a review. Structural Health Monitoring, 18 (3), 963–988. doi: http://doi.org/10.1177/1475921719825601
  22. Capellari, G., Chatzi, E., Mariani, S. (2018). Cost–Benefit Optimization of Structural Health Monitoring Sensor Networks. Sensors, 18 (7). doi: http://doi.org/10.3390/s18072174
  23. Soman, R., Kudela, P., Balasubramaniam, K., Singh, S. K., Malinowski, P. (2019). A Study of Sensor Placement Optimization Problem for Guided Wave-Based Damage Detection. Sensors, 19 (8), 1856. doi: http://doi.org/10.3390/s19081856
  24. Russell, D. J. (2010). Introduction to embedded systems: Using ANSI C and the Arduino development environment. Morgan&cLaypool publishers, 276. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-031-79824-5
  25. Bayle, J (2013). C programming for Arduino: learn how to program and use Arduino boards with a series of engaging examples, illustrating each core concept. Packt Pub, 512.
  26. Purdum, J. J. (2012). Beginning C for Arduino: learn C programming for the Arduino and compatible microcontrollers. Apress. Available at: https://www.mica.edu.vn/perso/Vu-Hai/EE3490/Ref/Beginning.C.for.Arduino.Dec.2012.pdf
  27. Voudoukis, N. F. (2019). Arduino Based Embedded System and Remote Access Technologies of Environmental Variables Monitoring. European Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 3 (4). doi: http://doi.org/10.24018/ejece.2019.3.4.101
  28. Todd, C. D. (1975). The Potentiometer Handbook. New York: McGraw-Hill, 12.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-31

Як цитувати

Nguyen, V. H., & Vu, N. Q. (2022). Перша фаза дослідження та виробництва обладнання для моніторингу деформації мосту з використанням датчика положення: практичне дослідження у В’єтнамі. Technology Audit and Production Reserves, 4(2(66), 42–46. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.263719

Номер

Том 4 № 2(66) (2022): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Системи та процеси керування: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Viet Ha Nguyen, Ngoc Quang Vu

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.