物联网防灾应用：国研院展示断桥预警系统，可提前6小时预警

国家实验研究院（国研院）展示物联网防灾应用，利用感测器建立桥梁监控预警系统，可侦测台风来袭时溪水暴涨冲刷桥墩的状况，提前6小时预警，供相关单位基于安全判断是否封桥。

目前国内约有2万座桥梁，不少桥梁年龄已有30到40年，由于年久失修，这几年每逢台风豪雨带来溪水暴涨，挟带大量土石及漂流木冲刷桥墩结构，经常因此导致断桥意外发生。例如2000年碧利斯台风使得高屏大桥断桥，有22人坠桥受伤。2001年桃芝台风台中东门桥断桥，1死1失踨。2008年辛乐克台风后丰大桥断桥，造成3车6人死亡，2009年莫拉克台风造成双园大桥断桥，导致6车10人死亡。

根据研究，造成桥梁损害原因，溪水的强力冲刷占6成，是桥梁安全的最大杀手。因此国研院集结六个中心，国震中心、台洪中心、芯片中心、仪科中心、国网中心，以及奈米实验室，运用物联网技术研发桥梁预警系统，使管理单位透过云端随时监控桥梁安全状况，作为桥梁平时维护，以及台风或地震时安全监控之用。

国震中心研究员林咏彬表示，传统桥梁监控是以水位计以及流速计测量溪水表面的流速、高度，以判断桥梁安全，但2000年高屏大桥断桥事件并非发生在台风溪水暴涨时，而是两天后溪水消退的时候。测量水面下的流速，以及河床下桥墩的冲刷深度相当重要。

因此断桥预警系统在桥上设置感测器以侦测桥体震动数据，水面下桥墩处设置应力感测器，以测量水面下水流速度，桥墩河床以下埋设感测节点，侦测桥墩被冲刷的状况。所有数据再结合桥上即时影像监控画面传送到预警系统。

↓桥墩河床下的感测节点，专门侦测桥墩被溪水冲刷的深度。为了让感测器在土石、流木冲击下可以稳定搜集数据，感测节点被包里在金属圆球内，供电线路及网络经由金属圆筒及钢筋结构保护，河床下桥墩数据被传送到桥上的管理箱，再经由网络或Wi-Fi送到云端的预警系统。

↓国研院与水利署合作，现场模拟桥墩在砂质河床下受到水流强力冲刷下，从代表安全的绿灯，到桥墩被冲刷达一定程度亮起黄灯，到桥墩被冲刷最危险情形的红灯。林咏彬表示，未来在桥的两端设置预警用的红绿灯警示装置，车辆驾驶就可以根据灯号判断桥梁安全，这套预警系统可以事先判断，提前6小时警告可能发生断桥意外，从警告到实际断桥的时间会视水流、桥墩被冲刷情形变化。

↓亮起黄灯后，若冲刷更严重即亮起红灯，并发出哔哔声响警告车辆驾驶，再过一段时间模拟的桥梁无预警的倒下。

目前国研院已在浊水溪上下游，名竹大桥、自强大桥、中沙大桥三座桥，各选择1个桥墩布署感测器，搜集桥梁数据回传到预警系统，以监控桥梁安全。当系统侦测到溪水强力冲刷桥墩，导致桥梁有安全疑虑时，系统便会发出黄灯警告，让相关单位进行封桥准备。红灯代表桥梁处在最危险状态。未来实验将扩大到位于出海口的西滨大桥。