如何利用物联网技术解决路面道路塌陷的问题？

本文来源:物联传媒

本文作者:市大妈

6月20日下午,在福州海峡国际会展中心附近潘墩路和濂水路交叉口,北往南方向车道上,一辆大型水泥搅拌车行经此处突然路面塌陷。搅拌车尾部及后车轮掉入深度约四米,宽约五米的大坑中,所幸司机并无大碍。

就在本月已经接连发生了多起道路塌陷的事故:

6月5日中午11点多,江西吉安市吉州区翠岭路与思源路十字路口发生一起地面塌陷的突发事件。事发时,这辆小车正好路过,结果掉入坑里。

6月5日早上5点55分,南昌红角州红岭花园门口地面塌陷。事发当时,一辆运送沥青货车由于路面塌陷,后轮以及车厢都陷入塌陷区域。

6月16日,汉中城区迎来一场暴雨,部分道路积水严重,汉台区莲湖路与梁州路十字,部分道路塌陷。

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同样是在本月,陕西渭南合阳县、广东普宁、山西忻州、内蒙古包头、辽宁兴城等多地都发生过大大小小的路面塌陷的事件。这些都是从公开的渠道上就可了解的信息,在其他信息为触及的地方,也许还有不少类似的事故。

诚然,以上每一件都只能算是小事故,并未造成多大的伤害和损失,因此也没有引起多少公众的关注。但是,当类似的小事故高频发生的时候,这就形成一个值得关注的“系列事件”,“路面塌陷”这四个字也应该引起我们足够的注意。

2020全年263起塌陷事故,

四大因素引起路面坍塌

路面塌陷具有突发性、隐蔽性、广泛性等特点,路面上很难提前发现隐患并加以规避,致使塌陷发生后损失严重,伤亡情况时有发生。

据披露,2020年1月至12月,共收集到路面塌陷事故263起,占地下管线相关事故总数的21．23%,造成死亡人数23人,受伤人数48人。这一数据与2019年相比,路面塌陷事故增加157起,增长率为148．11%。

地下管线相关事故总体情况表

按路面塌陷事故统计数据显示,发生事故最多的省份为广东省,事故数量为25起,占地下管线破坏事故总数的9．51%。

城市道路路面塌陷不仅会引发交通拥堵,伴随着管线破裂,还给居民的正常生活带来了极大不便,同时也给居民的人身安全带来威胁,造成了较大的社会负面影响。引起道路塌陷的原因多种多样,但是主要可归结为交通荷载变化、施工因素、地下管线渗漏和自然因素四大类。

交通荷载变化:由于我国经济的快速发展,不仅引起了车流量的增加,而且货运量的增加日益显著,有些较早建设的道路设计荷载已经不能满足现在的交通荷载要求,造成路面承载力不足,形成路面塌陷。

施工因素:越来越多的城市修建地铁,极大利用地下空间降低地上路面压力的同时也可能破坏了公路地基,降低了路面抗压能力,如地下管线施工回填不实、地铁隧道施工扰动影响、施工降水影响等因素都可能反向加快了路面塌陷。

地下管线渗漏:城市道路路面结构下布设了多种地下管线,包括给排水、污水、热力、燃气、通讯、照明等管线。但是基础设施建设的速度无法与之相匹配,很多城区仍在使用过去的老旧管网,但受种种因素限制,地下管网并未得到有效维护,管网超负荷运转,频繁的道路施工建设。

自然因素:强降水、 岩溶及旧沟等地下洞穴、 地质及地下水作用等自然因素都有可能造成路面塌陷。

小事故、多关注、大市场

近年来,在路面坍塌事故频频发生,城市交通安全遭遇严重威胁,这也引起了媒体和社会各界人士广泛关注的同时,我国公路总里程同样也在高速发展。

据悉,2015-2019年,中国公路总里程及公路密度逐年上升。2020年,预计公路通车里程大约510万公里。根据2%的复合增长率,预计2021年,全国公路总里程约为520万公里;2026年,全国公路总里程约为574万公里。

2015-2020年中国公路总里程及公路密度(单位:万公里,公里/百平方公里)

2021-2026年中国公路总里程预测(单位:万公里)

一系列大大小小的路面坍塌事故提醒着我们,必须高度重视道路健康检测与安全评估及危桥的损伤检测和监控,争取消除隐患。所以对道路健康状况进行监测和评价,掌握其健康状况有非常重要的意义。

显然,在这公路总里程超长的情况下,监测的过程仅靠人力是不可能的——费时费力费成本不说,还无法做到监测的实时性。因此,传感器、5G、NBIoT、LoRa、AI等物联网相关技术在道路健康监测中,成为一个不可缺少的重要环节。

如何利用物联网技术解决路面道路塌陷的问题

俗话说,冰冻三尺非一日之寒,而道路的塌陷,也非一日即可形成。如何在地质出现问题时,能迅速感知地面状况,从而快速了解并掌控这一问题?物联网技术或将成为这一难题的最佳解决方案。

物联网巡检终端设备:以前人工巡检方式,监测终端就是人和一件普通工具。现在设备升级了,可以利用手持机当场拍照并上传巡线情况,还可以通过无人机携带的微型摄像机和传输设备,将图像传回到队员手里的一个显示屏上,了解到几公里以外的输水管的情况。也可以采用传感器采集设备、通讯传输设备,云服务器,监控应用软件等,实现对管网的温度、压力、流量实时无线采集、传输、监测和预警。

此外,地下管线探测仪可在不破坏地面的情况下,精准确定地下管道、光缆、电缆的位置与深度,并进一步搜寻到它们的破损点、故障点;地下空洞探测仪可协助人们轻松筛查平时肉眼所无法看见的地下空洞、地下土壤松散等道路问题。

虽然道路坍塌属于内部构造所导致的问题,但视频监控设备在事后可以及时有效地对坍塌路段进行评估,从而为事后修复提供良好的评估。

物联网巡检监测平台:综合利用物联网、移动通信、云计算等技术打造了一个基于大数据监测的可进行实时采集。将数据采集、上传至平台后,进行数据汇总分析、报告输出、超限预警报警等,实现对道路远程监测、一键派检。

以智慧治水实时监控平台为例,利用物联网传感技术,实时更新的地下管网“动态地图”。在全区排水管网与河道,安装上数据采集智能终端,实现排水系统和水环境的精细化动态管理。工作人员坐在室内,快速精准地找到问题所在。

写在最后

随着物联网技术的普及,越来越多的城市道路管理,将从事后应急救援,变为事前智能预防,大大提高城市居民生活安全指数。

此外,从前文的数据预测可以看出,我国道路建设投资不断增加,未来道路建设仍会保持上升的趋势,再加上由于我国早前建设的道路大部分并未加装监测系统,因此对于道路监测来说,这是增量与存量并存的蓝海市场。

参考资料:

《2020年全国地下管线事故统计分析报告》

《2020年我国公路建设现状:运营总里程突破五百万公里》

《城市道路路面塌陷成因及其对策分析》

《厦门地陷或因水管爆裂,物联网如何实现水管智能巡检》