De första 20 prototyperna av infrastruktursensorer installerade 2016 på Mackinac Bridge, drivs enbart av vibrationer från trafik, har bevisat sin hållbarhet och presterat som avsett. Nu är forskare från Michigan State University och Washington University i St. Louis redo att lansera nästa testfas, installera upp till 2, 000 av de små enheterna för att utforska logistiken för en storskalig utbyggnad och tillhandahålla användbar övervakningsdata till Mackinac Bridge Authority.

"Den framgångsrika storskaliga utbyggnaden av denna nya lågkostnadsavkänningsteknik kommer att dramatiskt förändra ekonomin för broskydd/hantering och i slutändan förbättra broarnas användbarhet, sa Nizar Lajnef, MSU docent i anläggnings- och miljöteknik. "Vi kommer också att undersöka hur den insamlade informationen kan användas för att förbättra kostnadseffektiva, tillståndsbaserat underhåll av Mackinac Bridges strukturella komponenter. Vi är glada över att detta kommer att bli den första fullt instrumenterade bron i landet som använder avancerad trådlös och självdriven övervakningsteknik."

Från och med 2016, Lajnef och Shantanu Chakrabartty, WUSTL professor, började distribuera prototypsensorer under bron som en del av ett demonstrationsprojekt sponsrat av Federal Highway Administration. Mackinac Bridge utgjorde en högprofilerad testplats för dessa självdrivna sensorer. Sedan dess, de nya och förbättrade versionerna av de självdrivna sensorerna har utvecklats som en del av National Science Foundations Cyber-physical Systems-program och har framgångsrikt distribuerats på bron.

Flera av sensorernas egenskaper gör dem attraktiva för infrastrukturförvaltare. Eftersom sensorerna inte har någon extern strömkälla, de eliminerar problemet med att kräva batteribyten eller ledningar till strömkällor. De behöver inte heller sladdar för att komma åt data de samlar in; personal kan komma åt informationen trådlöst.

"Förutom att det är ett statligt behov, utvecklingen av effektiva metoder för att bevara våra transportinfrastruktursystem är ett kritiskt nationellt behov, ", sa Lajnef. "Genom denna storskaliga utbyggnad, vi skulle visa att systemet självständigt kan övervaka belastningen som brokomponenterna upplever, och att informationen från sensorerna kan samlas in utan betydande mänsklig inblandning och till väsentligt låg kostnad."

MSU är en idealisk partner i framsteg som dessa på grund av universitetets åtagande att testa framväxande teknologier för nya mobilitetslösningar. Som en del av detta initiativ, universitetet är väl rustat för att främja mobilitet genom att utnyttja sin expertis och samarbeta med starka industripartners.

MBA-personal kommer att hjälpa till med installationen av de extra sensorerna, erbjuda utrustning och tillgång till bron. MBA kommer att behålla ägandet av data som samlas in av sensorerna, med WUSTL som tillhandahåller sensorprototyperna och MSU tillhandahåller verktyg för att analysera och tolka dessa data som bropersonal kan använda för att vägleda konstruktions- och underhållsbeslut. Teamet kan använda data för forskningspublicering med godkännande från MBA.

Teamet planerar att påbörja installationen av de ytterligare och förbättrade sensorerna i sommar. Forskarna kommer att samordna installationstiderna och eventuella nödvändiga körfältsavstängningar med MBA-personal.