Việc kiểm tra cầu ngày càng trở nên khó khăn hơn khi cơ sở hạ tầng cũ và các yêu cầu kiểm tra ngày càng khắt khe hơn.

Nhiều cây cầu phải đối mặt với tình trạng giao thông đông đúc, thời tiết khắc nghiệt, ăn mòn, rung lắc và các khu vực kết cấu khó tiếp cận. Tuy nhiên, phần lớn công việc kiểm tra vẫn phụ thuộc vào việc các kỹ sư và kỹ thuật viên có mặt tại các địa điểm này.

Đối với chủ sở hữu cầu và người vận hành cơ sở hạ tầng, thách thức không chỉ đơn giản là tìm ra khiếm khuyết. Đó là việc kiểm tra đủ cấu trúc, thường xuyên là đủ, mà không khiến nhân viên gặp rủi ro không đáng có hoặc gây gián đoạn giao thông quá mức.

Đây là nơi robot bốn chân tự động đang thu hút sự quan tâm ngày càng tăng. Một con chó robot hiện đại có thể di chuyển trên các bề mặt không bằng phẳng, leo cầu thang và tiếp cận các khu vực khó khăn trong khi mang theo máy ảnh, LiDAR, cảm biến nhiệt và các tải trọng kiểm tra khác. Nếu được sử dụng đúng cách, chó robot công nghiệp có thể trở thành công cụ kiểm tra bổ sung giúp các kỹ sư thu thập thông tin thường xuyên và nhất quán hơn về tình trạng cầu.

Tại sao việc kiểm tra cầu truyền thống lại khó khăn?

Việc kiểm tra cầu vốn đã là một thách thức vì các kết cấu có kích thước lớn, trên cao và tiếp xúc với nhiều yếu tố.

Thanh tra viên có thể cần phải kiểm tra:

Mặt cầu và khe co giãn

Dầm thép và kết nối

Bề mặt bê tông

Cấu trúc bên dưới

Trụ và cột đỡ

Hệ thống thoát nước

Lan can và rào cản an toàn

Các khu vực bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn hoặc nứt

Một số địa điểm chỉ có thể đến được bằng cách sử dụng thiết bị nâng, giàn giáo, phương tiện kiểm tra, thuyền hoặc kỹ thuật tiếp cận{0}}dây thừng.

Những cách tiếp cận này có thể tốn kém và{0}}tốn thời gian. Chúng cũng có thể khiến người lao động bị ngã, giao thông di chuyển, nước, không gian chật hẹp và các công trình không ổn định.

Đối với những cây cầu có mật độ giao thông đông đúc, hoạt động kiểm tra cũng có thể yêu cầu đóng làn đường hoặc kiểm soát giao thông tạm thời. Điều này làm tăng thêm một lớp chi phí và độ phức tạp hậu cần.

Robot bốn chân giải quyết vấn đề truy cập như thế nào

Ưu điểm lớn nhất của robot bốn chân là tính cơ động. Không giống như các bệ kiểm tra có bánh xe thông thường, rô-bốt bốn chân có thể điều hướng các bề mặt không đều, dốc hoặc bị cản trở.

Tùy thuộc vào môi trường cầu, nó có thể đi bộ qua các đường bảo trì, cầu thang, sỏi, bề mặt bê tông và các địa hình khó khăn khác.

Điều này làm cho chó robot trở nên đặc biệt thú vị ở những khu vực mà con người có thể tiếp cận nhưng lại bất tiện hoặc nguy hiểm khi tiếp cận. Một con chó robot tự động cũng có thể lặp lại các tuyến kiểm tra được xác định trước.

Điều này tạo ra khả năng thu thập dữ liệu có thể so sánh được từ cùng một vị trí theo thời gian. Đối với các nhà khai thác cơ sở hạ tầng, khả năng lặp lại có thể cũng quan trọng như tính di động.

Giảm rủi ro cho thanh tra cầu

An toàn của người lao động là một trong những lý do mạnh mẽ nhất để xem xét việc kiểm tra bằng robot. Kiểm tra cầu truyền thống có thể yêu cầu nhân sự làm việc:

Ở độ cao đáng kể

Gần giao thông đang di chuyển

Trên mặt nước

Xung quanh thiết bị nặng

Ở những khu vực hạn chế

Trên bề mặt không ổn định hoặc khó khăn

Một con chó robot có thể được cử đi trước để điều tra một khu vực trước khi thanh tra vào đó. Trong một số trường hợp, việc kiểm tra từ xa có thể cho phép nhân viên ở lại vị trí an toàn hơn trong khi robot thu thập thông tin hình ảnh hoặc môi trường.

Điều này không loại bỏ sự cần thiết của các kỹ sư cầu đường có trình độ. Thay vào đó, nó có thể giảm bớt sự tiếp xúc không cần thiết và cho phép các chuyên gia tập trung sự chú ý của họ vào những nơi thực sự cần tiếp cận vật lý.

Kiểm tra trực quan có độ phân giải cao-

Máy ảnh vẫn là một trong những thiết bị hữu ích nhất để kiểm tra cầu.

Chó robot có thể mang theo-máy ảnh quang học có độ phân giải cao để ghi lại tình trạng kết cấu trong khi di chuyển dọc theo tuyến đường kiểm tra.

Các mục tiêu tiềm năng bao gồm:

Vết nứt bê tông

Suy thoái bề mặt

Ăn mòn

Lớp phủ bị hư hỏng

Linh kiện lỏng lẻo

Điều kiện chung

Dấu hiệu nước xâm nhập

Những hình ảnh được chụp có thể được xem lại từ xa và được lưu trữ như một phần hồ sơ kiểm tra của cây cầu. Với vị trí nhất quán và các lộ trình lặp lại, các cuộc kiểm tra trong tương lai có thể được so sánh với các bộ dữ liệu trước đó để xác định các thay đổi.

LiDAR và lập bản đồ 3D

LiDAR có thể thêm một lớp thông tin khác vào quá trình kiểm tra cầu bằng robot. Robot bốn chân được trang bị LiDAR có thể tạo ra các mô hình ba chiều về môi trường xung quanh. Điều này có thể giúp người vận hành hiểu được hình dạng của các khu vực kết cấu phức tạp và ghi lại những thay đổi theo thời gian.

Bản đồ 3D có thể đặc biệt hữu ích cho:

Mặt dưới cầu

Kết cấu thép phức tạp

Hành lang bảo trì

Trụ và mố

Môi trường cơ sở hạ tầng lớn

Sự kết hợp giữa tính di động và cảm biến 3D cho phép các nhóm kiểm tra thu thập thông tin không gian mà không cần dựa hoàn toàn vào các phép đo thủ công.

Hình ảnh nhiệt để giám sát cơ sở hạ tầng

Camera nhiệt có thể cung cấp thông tin khó có được thông qua kiểm tra trực quan thông thường.

Tùy thuộc vào cấu trúc cầu và điều kiện môi trường, hình ảnh nhiệt có thể giúp xác định các kiểu nhiệt độ bất thường liên quan đến độ ẩm, sự khác biệt về vật liệu, các thành phần điện hoặc các dị thường tiềm ẩn khác.

Một con chó robot có thể mang theo máy ảnh nhiệt trong khi đi theo một lộ trình được xác định trước, cho phép thu thập thông tin hình ảnh và nhiệt độ trong cùng một nhiệm vụ kiểm tra.

Dữ liệu nhiệt không nên được coi là bằng chứng dứt khoát về khiếm khuyết cấu trúc. Tốt hơn nên xem nó như một lớp chẩn đoán bổ sung có thể giúp các kỹ sư quyết định nơi nào cần kiểm tra kỹ hơn.

Kiểm tra tự động có thể tăng tần suất kiểm tra

Một trong những điểm yếu lớn nhất của việc kiểm tra thủ công là tần suất.

Một cây cầu có thể được kiểm tra chính thức theo yêu cầu quy định, nhưng các điều kiện có thể thay đổi giữa các chu kỳ kiểm tra.

Hệ thống robot tự động tạo ra khả năng kiểm tra bổ sung thường xuyên hơn.

Ví dụ, một nhà điều hành cơ sở hạ tầng có thể triển khai một chú chó robot để tuần tra trực quan định kỳ giữa các đợt kiểm tra kỹ thuật lớn.

Robot có thể liên tục kiểm tra các khu vực có vấn đề đã biết và gắn cờ các thay đổi để con người xem xét.

Cách tiếp cận này chuyển việc kiểm tra từ hoạt động định kỳ thuần túy sang theo dõi tình trạng liên tục hơn.

Giảm thiểu gián đoạn giao thông

Việc kiểm tra cầu có thể gây ra các vấn đề đáng kể về quản lý-giao thông. Các phương tiện kiểm tra, thang máy và nhân viên có thể chiếm làn đường hoặc yêu cầu đóng cửa tạm thời.

Một robot bốn chân nhỏ gọn có thể kiểm tra một số khu vực có thể tiếp cận nhất định mà không cần cơ sở hạ tầng điều khiển giao thông tương tự.

Điều này có khả năng làm giảm sự gián đoạn trong quá trình giám sát định kỳ, đặc biệt khi việc kiểm tra được tiến hành trong-giờ cao điểm.

Lợi ích thực tế phụ thuộc vào thiết kế cầu, điều kiện tiếp cận và yêu cầu an toàn của địa phương, nhưng khả năng này rất quan trọng đối với cơ sở hạ tầng đô thị được sử dụng nhiều.

Kết hợp robot với kỹ sư con người

Mô hình triển khai thiết thực nhất không phải là “robot thay thế thanh tra viên”.

Kiểm tra cầu đòi hỏi phải có sự đánh giá kỹ thuật. Việc xác định xem vết nứt có quan trọng về mặt cấu trúc hay không, xác định nguyên nhân hư hỏng và quyết định hành động bảo trì nào là cần thiết đều yêu cầu các chuyên gia có trình độ.

Chó robot phù hợp hơn với việc xử lý việc thu thập dữ liệu lặp đi lặp lại và các nhiệm vụ truy cập khó khăn.

Một quy trình công việc điển hình có thể trông như thế này:

Đoàn kiểm tra xác định lộ trình khảo sát.

Robot bốn chân thu thập dữ liệu hình ảnh, nhiệt hoặc LiDAR.

Phần mềm hỗ trợ AI{0}}xác định các khu vực cần chú ý.

Các kỹ sư xem xét các thông tin thu thập được.

Nhân viên tiến hành kiểm tra thực tế chi tiết khi cần thiết.

Kết quả được bổ sung vào hồ sơ bảo trì cầu.

Sự kết hợp này cho phép robot xử lý tính di động và thu thập dữ liệu trong khi con người vẫn chịu trách nhiệm về các quyết định kỹ thuật.

Những điều cần cân nhắc trước khi triển khai một chú chó robot

Không phải mọi cây cầu đều phù hợp để kiểm tra bằng robot tự động.

Người vận hành nên đánh giá:

Địa hình và khả năng tiếp cận

Robot phải có khả năng tiếp cận khu vực kiểm tra dự kiến ​​một cách an toàn.

Yêu cầu về cảm biến

Các cấu trúc khác nhau có thể yêu cầu máy ảnh quang học, hình ảnh nhiệt, LiDAR, thiết bị siêu âm hoặc các tải trọng chuyên dụng khác.

Điều kiện thời tiết

Việc triển khai ngoài trời cần tính đến các điều kiện về mưa, gió, nhiệt độ và bề mặt.

Truyền thông

Kiểm tra từ xa yêu cầu liên kết liên lạc đáng tin cậy, đặc biệt là xung quanh các công trình lớn nơi kết nối có thể bị gián đoạn.

Quản lý dữ liệu

Các hình ảnh, bản đồ và thông số cảm biến đã thu thập phải được lưu trữ và sắp xếp để các kỹ sư có thể so sánh kết quả kiểm tra theo thời gian.

Xem các giải pháp tùy chỉnh cho bạn tại đây

https://www.astralroutetech.com/robotic-dog/

Câu hỏi thường gặp

Chó robot có thể tự động kiểm tra cầu không?

Có, robot bốn chân tự động có thể đi theo các tuyến đường được xác định trước và sử dụng các cảm biến trên tàu để kiểm tra. Tuy nhiên, mức độ tự chủ còn phụ thuộc vào môi trường cầu, hệ thống định vị và yêu cầu kiểm tra.

Chó robot có thể phát hiện những gì trong quá trình kiểm tra cầu?

Một con chó robot có thể thu thập thông tin hình ảnh, nhiệt độ và không gian. Tùy thuộc vào trọng tải của cảm biến, nó có thể giúp xác định các vết nứt, ăn mòn, hư hỏng bề mặt, sự bất thường về nhiệt độ và các tình trạng khác cần được điều tra thêm.

Robot bốn chân có thể kiểm tra mặt dưới cầu không?

Họ có thể kiểm tra các khu vực có thể tiếp cận bên dưới cầu, nhưng tính khả thi phụ thuộc nhiều vào kết cấu, địa hình, thông thoáng và điều kiện liên lạc. Thiết bị truy cập chuyên dụng có thể vẫn cần thiết cho những địa điểm khó khăn.

Chó robot có thay thế được thanh tra cầu đường không?

Không. Chúng được xem là công cụ hỗ trợ-kiểm tra tốt hơn. Các kỹ sư vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá khiếm khuyết, đánh giá kết cấu và đưa ra quyết định bảo trì.

Làm thế nào việc kiểm tra cầu bằng robot có thể giảm chi phí?

Robot có thể giảm nhu cầu tuần tra thủ công lặp đi lặp lại, giảm mức độ tiếp xúc của nhân viên tại các địa điểm nguy hiểm và có khả năng giảm việc sử dụng thiết bị truy cập đắt tiền cho một số nhiệm vụ kiểm tra nhất định. Mức tiết kiệm thực tế phụ thuộc vào cầu nối và mô hình triển khai.

AI có thể được sử dụng với việc kiểm tra cầu bằng robot không?

Đúng. AI có thể hỗ trợ phân tích hình ảnh, phát hiện bất thường, lập kế hoạch tuyến đường và quản lý dữ liệu kiểm tra. Các kỹ sư con người vẫn nên xác minh những phát hiện quan trọng trước khi đưa ra quyết định bảo trì.

Phần kết luận

Các chủ sở hữu cầu đang phải đối mặt với sự kết hợp khó khăn giữa cơ sở hạ tầng cũ kỹ, nguồn lực kiểm tra hạn chế, yêu cầu an toàn ngày càng tăng và áp lực giảm thiểu gián đoạn giao thông.

Robot bốn chân tự động đưa ra một phương pháp thiết thực để giải quyết một phần thách thức này.

Bằng cách kết hợp khả năng di chuyển bằng bốn chân với-máy ảnh có độ phân giải cao, LiDAR, chụp ảnh nhiệt và điều hướng tự động, chó robot có thể tiếp cận các khu vực khó khăn, thu thập dữ liệu kiểm tra lặp lại và giảm lượng công việc nguy hiểm được giao trực tiếp cho nhân viên.

Công nghệ này không phải là sự thay thế cho các kỹ sư cầu đường có kinh nghiệm. Giá trị của nó nằm ở việc mở rộng những gì các đội kiểm tra có thể làm.

Khi các nhà khai thác cơ sở hạ tầng hướng tới việc giám sát tình trạng thường xuyên hơn và bảo trì theo hướng{0}}dữ liệu, chó robot công nghiệp và các robot kiểm tra tự động khác có thể sẽ trở thành công cụ ngày càng hữu ích để giữ cho cầu an toàn hơn, dễ tiếp cận hơn và dễ quản lý hơn.