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智科系教授以智慧物聯網技術建立金門大橋安全監測系統
第 224 期【2023-12-15】
【產學合作】
智科系教授以智慧物聯網技術建立金門大橋安全監測系統
智科系童建樺教授今年初將國科會研究計畫-『具邊緣運算技術之物聯網低耗能智慧應變計的開發與應用』的研究成果，與中興大學及財團法人中華顧問工程司合作，成功安裝三套『智慧型多通道應變監測系統』於金門大橋進行橋樑結構健康監測。該系統具備4通道動態應變計訊號監測功能，以每秒40次的取樣速度，全天候不間斷的監測橋樑結構的應變變化。
與傳統監測系統最大不同的是，童教授團隊開發的系統具備邊緣運算技術，不需傳輸大量數據至雲端伺服器進行分析，而是直接在感測端以特殊演算法分析車輛經過對橋樑結構擾動造成的最大應變分佈情形，每分鐘將分析完成的有效資訊回傳至伺服器。這樣的架構可大幅降低通訊及伺服器的負擔，簡化現地結構監測系統的安裝工程。值得注意的是，該團隊以多通道動態應變監測結果分析橋樑箱梁結構的中性軸偏移，進而推斷橋樑結構是否因外力或材料老劣化造成的強度損失，已成為全球結構健康即時監測最先進的技術之一。
上述系統的開發，屏除傳統PC-based監控系統架構，童教授發揮自身多年在智慧物聯網的產品開發經驗，由工程單位的需求為出發點，以單晶片為基礎，結合物聯網及邊緣運算技術，依據結構工程監測的學理基礎，從電路、韌體、通訊技術、資料交換協定與雲端平台部分，量身定做進行最佳化整合設計。經由現地結構實測結果得知，童教授團隊開發的設備，由於採用無作業系統之邊緣運算架構，其穩定性及效能遠比傳統PC-based設備優異許多。
今年初安裝於金門大橋的三套『智慧型多通道應變監測系統』，截至目前為止全部穩定運作中，其可靠度備受業界肯定。在今年的多次颱風過境過程中，該系統也完整紀錄強風對金門大橋造成的結構最大應變變化。除此之外，這樣的系統已受工程界的肯定，目前也陸續安裝於全台國道以及西濱道路多處的橋樑，持續進行橋樑結構安全監測，守護國人的用路安全。
智科系近年來教授群致力於智慧科技相關之跨領域研究，亦持續引入做中學(Learning by Doing)以及PBL問題本位學習(Problem-Based Learning)的教學模式，將長期累積的產學實作經驗引入課堂教學中，可有效提升學生學習興趣，縮短學生畢業後就業的學用落差。童建樺教授以自身產業研發豐富的經驗，帶領學生從電路設計、輸出、製作、上件、檢測偵錯、韌體設計及系統整合之流程，讓參與學生能直接在學校就完成產業所需的產品研發與製作流程，可有效強化學生創業量能及就業競爭力。
