RFID技术助力堤防工程实现混凝土砌块管理

2021-04-01

近日,荷兰政府的采用UHF RFID技术实现了75000个堤坝砌块的智能化管理,这是一个基础设施和水资源管理局(Rijkswaterstaat)项目,这些砌块经制造、储存后会安装到一条拥有90年历史的拦河大堤中。这条堤坝名为阿夫鲁戴克大堤(Afsluitdijk),其翻修包括一层沿着堤坝长度20英里的新砌块墙,而对这些砌块的运营和长期维护的管理则是通过对每一个砌块进行唯一的RFID识别来完成的,从制造到砌块的安装。



阿夫鲁戴克大堤是一条标志性大坝和堤道,建于1932年,全长32公里,可保护荷兰部分地区免受瓦登海和艾瑟尔湖湾的洪水侵袭。经过近90年的使用后,堤坝需要翻修,包括随着水位的上升而加固其结构,以应对气候变化带来的挑战,例如海平面上升、极端天气频发。此外,它还能管理从内陆河道流入艾瑟尔湖的多余水。


为了将多余的水排入瓦登海,以防该地区发生洪水灾害,政府需要增加堤坝的容量。而为了实现这一目标,此次的水利工程项目将在现有堤防20英里部分增加一层保护层,该工程团队将加固船闸,安装大型水泵,并建造新的风浪屏障。


为了确保砌块的坚固性和可持续性,砌块的设计采用了比传统砌块更少的混凝土。这些砌块是在哈林根市的一个临时工厂生产的,采用全自动工艺,每天生产100块。这些砌块含有混凝土外层,因此它们产生的二氧化碳排放量更低。这些砌块很大,每一块重6500公斤(14330磅),它们的表层粗糙,可以让盐碱植物在上面生长。一旦制造完成,每一块都要储存起来,直到现场需要,才用驳船运输,并用起重机安装。


这套方案用于监控为堤坝制造的每个砌块,采用了超高频RFID读写器,在生产现场、混凝土砌块干燥区进行部署和用于将砌块降到堤坝适当位置的起重机上。



该项目采用了RFID中间件将数据存储在云端,可以访问这些信息来获取堤坝状态更新数据,将来还可以用它来定位可能需要修复或更换的砌块位置。据客户经理兼业务顾问劳兰·德哈尼斯(Lauran D'hanis)介绍,通过跟踪这些砌块,工作人员既可以管理砌块的制造,确保满足堤坝所需的产量,又可以监控砌块何时固化以准备好安装,以及何时离开现场、何时安装在堤坝何处。


该项目为期四年,目的是通过可持续、有效和有吸引力的方式加强堤坝、提高堤坝安全性和排水能力,以防患于未然。项目规划者声称,翻修后的堤坝将能够抵御每一万年发生一次的风暴带来的高水位和大风侵袭。


该项目中对于RFID标签也是一个挑战,无源超高频标签不仅必须嵌入到砌块中,而且还必须防水和可读。在砌块的制造过程中,在制造点嵌入无源UHF标签。编码在每个标签上的唯一ID号被存储与系统中的特定砌块ID,与砌块中的材料数据相关联。砌块在制造时由RFID固定式读写器进行检查,待固化并准备好安装后,再在储存区进行检查,然后将其装上驳船运至工地。



在堤坝处,工程团队使用浮筒起重机安装砌块,每天增加大约35米的砌块。该起重机配备了一个GPS装置,可获取位置信息。起重机RFID读写器在安装每个砌块时询问标签ID,它不仅能识别特定砌块,而且还识别发生该操作时起重机的GPS位置。中间件将其唯一ID号与该位置链接起来,这样系统就能永久存储指示每个砌块安装位置的数据。


这样收集的数据不仅能提供施工期间堤坝墙块生产和安装的可视性,而且还有助于未来维护。德哈尼斯解释说:“如果将来出现问题,借助GPS坐标,就能够准确地知道在哪里可以找到哪些砌块。RFID的价值在于以数字方式获取堤坝中每个砌块的位置及其组成信息,它为他们提供了每个砌块所在位置的完整列表,包括生产流程中收集的所有具体信息和参数。”而这些信息有助于后续的维护。如果发现某一特定类型的砌块需要替换,则操作员可以替换所有此类砌块。


(图文来源于RFID世界网译文,侵删)

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