日本開發一種監測系統 通過MEMS傳感器和無線技術實現建筑物結構監測

據麥姆斯咨詢報道，日本大成建設集團近日宣布，與橫河電機、長野日本無線株式會社、東京大學合作開發了一款建筑物結構監測系統。通過新開發的高精度MEMS（微機電系統）傳感器，并結合920MHz頻段的無線技術，可以實現長期的結構穩定性監測。

本次開發的建筑物結構監測系統（來源：日本大成建設集團）

雖然橋梁和建筑物等社會基礎設施的老化成為日本政府關注的重要問題之一，但是在工業、學術界和政府的合作下，維護這些基礎設施結構所需的人力資源和技術研發正在迅速推行中。本次開發的系統是作為NEDO（日本新能源產業技術綜合開發機構）委托項目（基礎設施維護和更新等社會任務系統研發項目）的一部分而開發的。橫河電機是高精度MEMS傳感器供應商，長野日本無線株式會社是在920MHz頻段的無線通信技術提供商，日本大成建設集團和東京大學負責建筑物結構健全性評估。

該建筑物結構監測系統中采用了新開發MEMS傳感器：振動傳感器分辨率為1mgal（注：1gal=1cm/s^2），應變傳感器分辨率為1nm，具有比傳統傳感器維護周期長的特點，因此能夠長期精確地測量在結構中產生的微小變形和振動。

從MEMS傳感器獲得的監測數據是在920MHz頻帶（幾乎不受建筑物內墻壁和天花板等結構影響）傳輸。 傳感器數據匯集到安裝在每層樓的接收設備中，并傳送至診斷電腦（PC），從而可以減少建筑物結構的布線工作。 而且，為了在不能使用電力的地方進行安裝監測系統，目前正在開發獨立的電源裝置。

在診斷電腦（PC）中，運行著建筑物結構健全性評估系統“T-iAlert Structure”。它根據由MEMS傳感器獲取的測量數據分析結構的固有頻率、扭曲和傾斜角，并長期監測結構隨時間的變化情況。當發生3級以上的地震時，根據建筑物結構中發生的振動情況來進行一次健全性診斷。當診斷到異常情況時，可以進行二次損傷部位診斷。

2018年，日本大成建設集團將積累對現有的建筑物、土木工程結構等實驗經驗，同時從該系統的分析結果提出建筑物BCP（業務連續性計劃）對策。從2019年4月起，日本大成建設集團希望全面實施該系統的部署工作。