三峡大坝卫星图引争议,NASA研究新算法来为桥梁事故预警_风闻
TechEdge科技边界-2019-07-11 21:35
近来关于三峡大坝的卫星照片引发了极大的争议,而卫星照片是否能够用来预测建筑物是否有重大问题即将发生也越来越多地被讨论,从位移状态、结构完整性、或者是扭曲变形等外观证据来判断,也成为备受关注的议题之一。

NASA喷器推进实验室与英国的巴斯大学展开了一项研究计划,他们的构想是利用先进的卫星图像,可以当作是对如桥梁等重要设施进行安全性评估的重要工具,并希望能够因此对桥梁崩塌进行预警,避免造成生命财产的损失。
桥梁的维护一直以来都是非常复杂且劳心劳力的工程,近年来虽然有了AI视觉的帮助,可以通过无人机或者是AI摄像头对桥梁的重要结构进行观察,作为早期预警与维护的依据。但这种观察还是属于比较小区块的观察,其实有点像瞎子摸象,要摸的够完整才能形成有意义的信息。
虽然说通过各种无线数据网络的布建以及传感器的安装,可以大幅增加对桥梁结构的掌握程度,但实际上很多时候,让桥梁发生问题的并不一定是桥梁本身的因素,如地形、水文的变化,桥梁周围的地貌改变等,也都可能影响建筑结构的可靠性。
不够全面是一个问题,另一个问题是,如果要在桥梁上布满天罗地网的传感器,那么所需耗费的成本极为庞大,而并不是所有的地方政府都有财力可以负担这些工作。而桥梁一般而言都是作为重要的交通渠道,如果因为地方政府因为缺乏人力、财力而疏于管理,恐怕就会导致意外发生。
而如果利用卫星图像来对某些特定重要建筑排程进行监测,其实就可以大幅降低管理上的问题,而通过软件算法对整个建筑结构进行三维化模拟,可以从每次卫星拍照掌握到所有结构的细微变化。
研究人员指出,通过对卫星图像产生的三维模型进行分析,并套用他们所研发的结构位移侦测算法,可以有效掌握桥梁的结构变化细节,而这过程不需要使用到传感器。当然,重要设施还是可以配合传感器来达到更精细的监测。
2018年8月,意大利热那亚的莫兰迪桥在暴风雨中崩塌断裂,造成43人死亡以及16人受伤,该桥梁由意大利土木工程师里卡尔多·莫兰迪设计,故名莫兰迪桥,也是欧洲首条混凝土斜张桥。
研究人员将过去15年的相关卫星图像套用进他们所设计的三维建模侦测算法中,并得出相当令人惊讶的结果:桥梁在断裂之前早就显示出扭曲、变形迹象,而这些变化即便有日常维护和巡逻,还是没有被察觉到,以致于发生憾事。
该研究表明,相关的侦测技术可以在现实世界中实现,并可以帮助类似的悲剧在其他地方发生。而因为这一切都依赖软件算法,相较于需要使用大量传感器的传统侦测方式,不仅成本平易近人,也能掌握更大范围的重要桥梁设施变化。只要有细微的结构变化,软件就能侦测出来,并提早发出预警,不论是要维修或者是进行其他处理。
而相关研究人员也建议可以把该算法套用在所有的重要建筑物上,不论是桥梁、水坝,或者是隧道,由于这些建筑物都要承受非常大的交通、自然压力,不论是地表上的建物结构,或者是地貌的变化,都能通过软件来提早发现问题。