مع تقدم العمران, يجري بناء البنية التحتية الاجتماعية على قدم وساق. في نفس الوقت, تتطور تكنولوجيا إنترنت الأشياء بسرعة, ولا يوجد قطاع أفضل من صناعة البناء والتشييد لتبني ابتكارات إنترنت الأشياء لضمان سلامة العمال. موقع البناء المحصور ومجموعة متنوعة من المخاطر غير المتوقعة تجعل مشاريع الأنفاق خطرة. لذلك, تعتبر مراقبة الأنفاق ذات أهمية كبيرة لسلامة بناء الأنفاق وتشغيلها. من الضروري تنفيذ بعض الحلول وبروتوكولات السلامة في موقع بناء النفق. في هذا المنصب, سنستكشف كيف يمكن لنظام مراقبة الأنفاق القائم على LoRa أن يساعد في ضمان سلامة العمال وبناء الأنفاق.
ما هو رصد الأنفاق
تعد مراقبة الأنفاق جزءًا لا يتجزأ من هندسة الأنفاق, مما يسمح لمشغلي المشروع بتصور ظروف النفق لتحسين الاستقرار والسلامة. بسبب مخاطر الانهيارات الصخرية المختلفة, الفيضانات, والانهيارات الأرضية, إن اعتماد تكنولوجيا المراقبة المتقدمة لشركات الهندسة والبناء له أهمية كبيرة. على نحو متزايد, وقد تم دمج تقنيات المعلومات الحديثة في مراقبة الأنفاق لضمان سلامة البنية التحتية الاجتماعية, من تتبع عمال البناء إلى تنبيهات المنطقة الخطرة, فضلا عن القدرة على جمع المعلومات البيئية تلقائيا.
بحسب موقع IBIS World, يمثل بناء الأنفاق في الولايات المتحدة أ $5 مليار سوق في 2021, وفي ألمانيا, نمت المبيعات في صناعة الأنفاق بمعدل 5.4% سنويا منذ ذلك الحين 2017. على الرغم من أن صناعة الأنفاق تنمو بشكل مطرد, يظهر استطلاع أن ما يقرب من نصف مديري البناء ما زالوا يستخدمون الأساليب اليدوية لجمع معلومات مهمة عن المشروع. يبدو أن صناعة البناء والتشييد تتبنى ببطء التقنيات الجديدة. نظرًا لأن الأساليب الجديدة تجلب عمليات أكثر كفاءة وتخفيضات كبيرة في التكلفة, قد يأخذ هؤلاء اللاعبون المترددون في الصناعة زمام المبادرة لتبني نظام المراقبة اللاسلكي.
لماذا تختار تقنية LoRa في مراقبة الأنفاق الذكية
يعد نظام مراقبة الأنفاق السلكية التقليدي معقدًا للغاية نظرًا للعدد الكبير من الكابلات الممتدة وصعوبة البناء والصيانة. علاوة على ذلك, يؤدي النقل لمسافات طويلة إلى سهولة التدخل في نقل البيانات, مما يقلل من دقة البيانات التي تم جمعها. تقنيات الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى مثل WiFi وZigbee ليست مناسبة لمشاريع الأنفاق الكبرى. خيار آخر هو استخدام التقنيات الخلوية, مما يتيح مسافة اتصال أطول ولكنه يستهلك أيضًا طاقة عالية.
| زيجبي | واي فاي | جي إس إم | لورا | |
|---|---|---|---|---|
| مسافة | 10-75م | 100م | 10كم | 5-15كم |
| معدل | 250KBPs | 11ميغابت في الثانية | 2ميغابت في الثانية | 300KBPs |
| منخفضة الطاقة | يدعم | لا يوجد دعم | لا يوجد دعم | منخفضة للغاية |
في المقابل, لقد نجحت تقنية LoRa الناشئة في السنوات الأخيرة في موازنة التناقض بين انخفاض استهلاك الطاقة والتغطية الواسعة. من الواضح أن أداء LoRa أفضل من تقنيات إنترنت الأشياء التقليدية من حيث التغطية, عدد الاتصالات, واستهلاك الطاقة. مسافة الاتصال الخاصة بها هي 3-5 مرات ترددات الراديو الأخرى في نفس استهلاك الطاقة. إذا كان من الممكن تطبيق تقنية LoRa بشكل معقول في مجال مراقبة الأنفاق عن بعد, وسيكون له دور كبير في حل العيوب الفنية الموجودة في نظام مراقبة الأنفاق التقليدي.
أفضل تطبيقات LoRaWAN في بناء الأنفاق الذكية
حلول المراقبة اللاسلكية عن بعد لها تأثير كبير على البناء, صيانة وأمن البنية التحتية للأنفاق. تلعب تطبيقات تقنية LoRaWAN دورًا لا يقدر بثمن في القضاء على المخاطر المحتملة وتحسين الكفاءة في بناء الأنفاق وتشغيلها. وفيما يلي بعض من 6 أمثلة على تطبيقات LoRa التي يمكن تطبيقها لمراقبة بناء الأنفاق.
تتبع العمال داخل الأنفاق
سلامة العمال تأتي دائمًا في المقام الأول في جميع الأوقات. لضمان سلامة البناء أثناء بناء الأنفاق, يجب أن يكون لدى مشغلي المشروع فهم شامل لحالة العمل ومعلومات الموقع لجميع عمال البناء. بسبب تعقيد بيئة النفق, والعدد الكبير من العمال والمعدات, تعتبر الإدارة اليدوية مهمة صعبة وتفتقر إلى الدقة. لذلك, من الضروري اعتماد تقنية تتبع الموظفين LoRaWAN لإدارة عمال بناء الأنفاق.
إدارة المعدات عن بعد
موقع بناء النفق المحصور والمغلق عرضة لتصادمات المعدات والأجهزة المختلفة, ورؤية ظروف العمل محدودة, مما يزيد من صعوبة إدارة المعدات. من أجل إدارة أنواع مختلفة من المعدات والآلات بكفاءة, تعقب لوراوان يستخدم لتتبع مواقعهم. هناك طريقة أخرى أكثر اقتصادا وهي نشر إشارات البلوتوث و بوابة بلوتوث لوراوان. يمكن تركيب عدد كبير من الإشارات منخفضة التكلفة على أجهزة مختلفة لتتبع موقعها.
مراقبة بيئة الأنفاق
العوامل البيئية التي تؤثر على بناء الأنفاق تشمل بشكل رئيسي الرطوبة ودرجة الحرارة, تركيز الغازات السامة, تركيز ثاني أكسيد الكربون, وتسرب المياه الذي قد يسبب الانهيار. مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار البيئية مثل مستشعر درجة الحرارة والرطوبة, هناك حاجة إلى مستشعر جودة الهواء ومستشعر تسرب المياه لجمع المعلومات البيئية حول النفق. تقوم بوابة LoRaWAN بعد ذلك بنقل كل هذه المعلومات إلى السحابة للمعالجة والتحليل. عندما يتجاوز تركيز الغاز عتبة محددة, سيتم إنشاء إنذار.
Geofencing للمناطق الخطرة
يمكن لموظفي إدارة السلامة أيضًا إنشاء سياج تحديد الموقع الجغرافي للمناطق الخطرة لتحسين سلامة البناء. بمجرد اقتراب عامل البناء غير المصرح به من المنطقة الخطرة, سيتم تشغيل تنبيه فوري لتحذير العامل من الدخول. إذا تجاهل العامل معلومات الإنذار ودخل إلى المنطقة الخطرة, سيتم إخطار مدير السلامة على الفور حتى يمكن اتخاذ الإجراءات السريعة لمعالجة الموقف السلبي المحتمل.
مشغل زر الطوارئ
عند حدوث كارثة أو حالات غير طبيعية أخرى في موقع بناء النفق, يمكن لمشغل السلامة إرسال تعليمات الإخلاء لجميع العمال في المنطقة المحددة. سيقوم جهاز تعقب الموقع الذي يحمله العمال بعد ذلك بمطالبتهم بإخلاء المنطقة الخطرة بشكل عاجل من خلال إنذار الصوت والضوء. في حالة حدوث أي طارئ, يمكن لعامل بناء النفق تشغيل زر الإنذار لطلب المساعدة في الوقت المناسب. سيتم إخطار مشغل السلامة على الفور لمنع تفاقم المواقف الخطيرة.
أجهزة استشعار ووحدات الحالة الذكية
من المهم جدًا مراقبة التغير في بيئة البناء لحفر الأنفاق. بالإضافة إلى رصد بعض المعلومات البيئية الأساسية, تُستخدم أيضًا أجهزة الاستشعار والوحدات الذكية لمراقبة التشوه, سلالة وحركة النفق. خاصة في الأماكن التي يتعذر الوصول إليها, تساعد الأجهزة الذكية في مراقبة العيوب الوشيكة للاستجابة السريعة للمخاطر, تسهيل القرارات الإستراتيجية لمنع الأضرار طويلة المدى, وتحسين الامتثال للوائح ومعايير الصناعة.
فوائد LoRaWAN في مراقبة الأنفاق الذكية
قد يؤدي فشل النفق ومشاكله إلى خطر كبير يهدد الحياة. في مشاريع الأنفاق الماضية, ولم تكن الضحايا غير شائعة, لكنها الآن لم تعد مقبولة. وهذا هو المكان الذي تأتي فيه تقنية إنترنت الأشياء المتقدمة للمساعدة. نظام مراقبة الأنفاق التلقائي وعن بعد الذي يدعم LoRaWAN سيجعل إدارة المخاطر أسهل, أكثر دقة وبناء مكان عمل أكثر أمانًا. فيما يلي بعض فوائد الحلول المبتكرة لمراقبة الأنفاق.
التواصل على مساحات واسعة
على الرغم من أن شبكة الاتصالات المتنقلة تتحسن تدريجيا, لا تزال هناك العديد من النقاط العمياء للاتصالات المتنقلة داخل الأنفاق الكبيرة. يتيح النقل لمسافات طويلة لـ LoRa وLoRaWAN إمكانية الاتصال ثنائي الاتجاه داخل النفق وخارجه. التواصل المتبادل بين عمال البناء يجعل عملية عملهم أكثر كفاءة والمعدات أكثر تنسيقا.
جمع البيانات بشكل أفضل
يتكون حل مراقبة الأنفاق الذكي الذي يدعم LoRa من أجهزة استشعار LoRaWAN المختلفة, وحدات, والبوابات, مما يتيح إمكانية الوصول إلى البيانات المستمرة عن بعد. القدرة على جمع جميع أنواع البيانات حول التغيرات البيئية وحالة العامل, يكتسب مديرو المشاريع رؤى غير مسبوقة حول بناء الأنفاق وتشغيلها, المساعدة في تعزيز إدارة المخاطر وتحسين القدرة على مواجهة تحديات السلامة.
سيطرة أفضل للتخفيف من المخاطر
تلعب مراقبة الأنفاق المعتمدة على أجهزة الاستشعار دورًا مهمًا في إدارة مشاريع الأنفاق والتحكم فيها. تساعد البيانات المتنوعة التي تجمعها الأجهزة الذكية مديري المشاريع على اتخاذ قرارات مستنيرة وتحسين قدرتهم على الاستجابة للمخاطر. في حالة الطوارئ, يمكن لمنصة الإدارة خارج النفق إخطار موظفي البناء على الفور بالإخلاء لضمان سلامة موظفي البناء وتخفيف المخاطر.
إدارة التكاليف
التركيبات السلكية باهظة الثمن بلا شك, خاصة عندما تكون أجهزة الاستشعار الذكية بعيدة عن بعضها البعض ويتعلق الأمر بجهاز معقد. علاوة على ذلك, التكلفة الإضافية للصيانة وإعادة التكوين مرتفعة. ليس فقط أن تنفيذ نظام مراقبة نفق LoRa اللاسلكي أقل تكلفة بكثير, لكن ميزتها سهلة القياس تجعل إضافة أجهزة استشعار جديدة أمرًا سهلاً للنشر. أكثر أهمية, نطاق تردد الاتصالات الخاص بـ LoRa مجاني, ويسمح استهلاك الطاقة المنخفض بفترات طويلة من التشغيل أثناء بناء الأنفاق.
حل مخصص لتتبع عمال الأنفاق مع MOKOLoRa
يمنحنا إنترنت الأشياء القدرة على حل المشكلات الحقيقية. مستقبل LoRa في صناعة الأنفاق مشرق, وهو أمر متفائل لأن المراقبة عن بعد تجلب فوائد عديدة. إن الاعتماد الأوسع لـ LoRa في بناء الأنفاق لمترو الأنفاق والقطارات عالية السرعة سيجعل من الأنفاق الذكية حقيقة واقعة. لقد التزمنا بتطوير حلول وأجهزة LoRaWAN التي يمكنها دعم الأشخاص والشركات من حولنا. دعنا نساعدك في بناء نظام فعال وآمن حل تتبع العمال لموقع البناء الخاص بك. ابدأ التحدث مع أحد خبراء MOKOLoRa.
