在瑞士埃彭伯格隧道的建設過程中，施工方以物聯網技術提升巖土監測質量。近日，工程運營情報先驅企業Worldsensing首席執行官Ignasi Vilajosana，分享了土木工程如何運用互聯設備，將挑戰性項目的數據變為可控資訊。

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根據市場研究公司Gartner的一份報告，截至2020年，全球將有200億部聯網設備。隨著物聯網(IoT)時代的發展，我們的設備將變得更小、更準確，并與更廣泛的行業相關。物聯網對實時數據的接觸更為便利，由此，土木工程便獲得了提升運營效率的機會。

事實上，我們已經見證了巖土工程和施工監控的新時代，工程師可以遠程分析項目和現有結構，并從一系列資產中以實時、數字化的方式收集信息。

本文將探討如何從施工階段，到關鍵資產的持續維護和管理階段，通過使用實地驗證的傳感器技術和無線網絡，使土木工程組織能夠從自動化監控中獲益。此外，還將探討如何正確運用生成的數據，從而提高生產力、質量管理和項目績效。

土木工程行業的強心劑

數據采集在工程建設中發揮著重要而廣泛的作用。從監測土體固結過程中的水壓變化、土體圍墾過程中的沉降，到隧道施工過程中的地形變形評估，能夠準確記錄大量測量數據，對工程的成功至關重要。

到目前為止，數據采集主要靠人工完成，工程師們在工地現場進行關鍵數據的測量——這種方法常常會降低生產率。人工數據收集有復雜、不夠精確和耗時的特性，工程師們不僅要應對惡劣的建設環境，還面臨著這樣的風險：由于處理速度不夠快，工地狀況可能在讀數過程中發生變化，導致數據不可靠。

工業物聯網(IIoT)對土木工程行業來說算是一劑強心針。使用低能耗傳感器，監控基礎設施的狀況和環境，可實現大量數據的遠程收集，然后通過安全的在線控制面板，進行整合和可視化。工業物聯網通過有效簡化操作和實時獲取信息，其關鍵優勢顯而易見：高速、精準和高效。

瑞士埃彭伯格隧道的建設，是物聯網技術目前用于加強巖土監測過程的典范。這條隧道全長3.1公里，其建設目的是緩解瑞士繁忙鐵路線的擁堵狀況。

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建造這類基礎設施需要經常進行可靠的巖土工程監測，以發現任何可能影響建筑工程的情況。為確保施工的最高效率和準確度，工程小組在隧道外裝設了無線監測系統，包括55個負載錨和5個伸長計，以收集施工期間需要的巖土儀器讀數。

低功耗無線傳感器系統，可為施工提供高效的監測解決方案，傳感器可以完全適配現有的各種巖土儀器。重要的是，施工的自動化監督，意味著對人工讀數和人工控制的需求被徹底消除，大大減少了原本可用于監督任務的時間和成本。

在監測現有結構時，快速收集數據的能力同樣重要。美國公路與運輸建筑商協會(ARTBA)去年發布的一份報告顯示，美國境內609, 539座橋梁中的58495座(即十分之一)存在結構缺陷。

測量振動、傾斜度和傾斜等多種因素，并將這些信息以數字化的方式進行記錄，可為工程師在提高關鍵結構的安全性，以及維護方面提供重要幫助。傳感器可以永久部署，也可在每次需要新數據時現場裝卸。現在，新技術提供了廣泛的解決方案，以便在結構監測和巖土監測中進行遠程讀數，有些遠程讀數可發生在15公里(9英里)之外——這對于管道、鐵路和隧道等需大面積作業的土木工程項目尤為有效。

運營情報

雖然以數字化方式收集信息的自動化流程，可極大減少人工任務和相關成本，但是，在土木工程項目的多個方面部署傳感器技術，有時會導致大量未連接數據集的“數據過載”。

因此，并不是只有收集數據才能顯著提高生產率。相反，這取決于數據的分析方式和使用方式。

運營情報解決方案的實施可使數據集中。但是，運營情報并不僅是通過儀表板，將這些匯總的信息可視化，而是希望在這方面更進一步。換句話說，成功利用運營情報的組織，能夠實時洞察決策過程，目的不僅在于即時效果，還是為了開發預測性和預防性的養護方法，最終提高生產率。

回到我們之前的隧道建設案例，在這樣的環境中，無線傳感技術與運營情報的結合，展示了將數據轉化為決策的過程。利用實時數據的能力，意味著工程師可更好地為整個施工過程的移動，建立觸發位準。

事實上，運營情報網甚至可通過分析過去和現有的數據集，以及機器學習能力，自動為施工提供警告。在隧道施工的案例中，如果探測到足夠的移動，項目團隊便可在足夠的時間內得到預警，針對移動的隧道施工過程，進行必要的修改，并確保施工按計劃繼續進行。

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運營情報還可幫助民用基礎設施運營機構，制定公共安全和文化遺產保護戰略。意大利歷史名城佛羅倫薩每年吸引約1600萬游客，佛羅倫薩當局正在使用連接到某軟件套件的巖土傳感器網絡，來監測著名的維琪奧橋。傳感器部署于這座32米長的中世紀橋梁沿線，可實時提供該橋和附近土地的穩定性信息。如果發現任何不尋常的移動，當局官員便會收到預警，并立即采取行動，以防佛羅倫薩的公共安全受到威脅。

淘汰人工讀數

對土木工程機構而言，資產的數字化無疑通過自動化監管提高了運營效率，幾乎消除了人工讀取數據的需要。然而，真正的投資回報，在于擁有管理這些數據的適當平臺與流程。

以相關運營情報戰略來分析和影響決策，可提高項目績效和生產力。通過用數據來更好地控制勞動力、供應和結構分析，土木工程組織不僅減少了與項目相關的時間和成本，還在面對評估風險和預先計劃對策時，處于更有優勢的地位。