物聯網防災應用：國研院展示斷橋預警系統，可提前6小時預警

國家實驗研究院（國研院）展示物聯網防災應用，利用感測器建立橋樑監控預警系統，可偵測颱風來襲時溪水暴漲沖刷橋墩的狀況，提前6小時預警，供相關單位基於安全判斷是否封橋。

目前國內約有2萬座橋樑，不少橋樑年齡已有30到40年，由於年久失修，這幾年每逢颱風豪雨帶來溪水暴漲，挾帶大量土石及漂流木沖刷橋墩結構，經常因此導致斷橋意外發生。例如2000年碧利斯颱風使得高屏大橋斷橋，有22人墜橋受傷。2001年桃芝颱風台中東門橋斷橋，1死1失踨。2008年辛樂克颱風后豐大橋斷橋，造成3車6人死亡，2009年莫拉克颱風造成雙園大橋斷橋，導致6車10人死亡。

根據研究，造成橋樑損害原因，溪水的強力沖刷佔6成，是橋樑安全的最大殺手。因此國研院集結六個中心，國震中心、颱洪中心、晶片中心、儀科中心、國網中心，以及奈米實驗室，運用物聯網技術研發橋樑預警系統，使管理單位透過雲端隨時監控橋樑安全狀況，作為橋樑平時維護，以及颱風或地震時安全監控之用。

國震中心研究員林詠彬表示，傳統橋樑監控是以水位計以及流速計測量溪水表面的流速、高度，以判斷橋樑安全，但2000年高屏大橋斷橋事件並非發生在颱風溪水暴漲時，而是兩天後溪水消退的時候。測量水面下的流速，以及河床下橋墩的沖刷深度相當重要。

因此斷橋預警系統在橋上設置感測器以偵測橋體震動數據，水面下橋墩處設置應力感測器，以測量水面下水流速度，橋墩河床以下埋設感測節點，偵測橋墩被沖刷的狀況。所有數據再結合橋上即時影像監控畫面傳送到預警系統。

↓橋墩河床下的感測節點，專門偵測橋墩被溪水沖刷的深度。為了讓感測器在土石、流木衝擊下可以穩定蒐集數據，感測節點被包裏在金屬圓球內，供電線路及網路經由金屬圓筒及鋼筋結構保護，河床下橋墩數據被傳送到橋上的管理箱，再經由網路或Wi-Fi送到雲端的預警系統。

↓國研院與水利署合作，現場模擬橋墩在砂質河床下受到水流強力沖刷下，從代表安全的綠燈，到橋墩被沖刷達一定程度亮起黃燈，到橋墩被沖刷最危險情形的紅燈。林詠彬表示，未來在橋的兩端設置預警用的紅綠燈警示裝置，車輛駕駛就可以根據燈號判斷橋樑安全，這套預警系統可以事先判斷，提前6小時警告可能發生斷橋意外，從警告到實際斷橋的時間會視水流、橋墩被沖刷情形變化。

↓亮起黃燈後，若沖刷更嚴重即亮起紅燈，並發出嗶嗶聲響警告車輛駕駛，再過一段時間模擬的橋樑無預警的倒下。

目前國研院已在濁水溪上下游，名竹大橋、自強大橋、中沙大橋三座橋，各選擇1個橋墩佈署感測器，蒐集橋樑數據回傳到預警系統，以監控橋樑安全。當系統偵測到溪水強力沖刷橋墩，導致橋樑有安全疑慮時，系統便會發出黃燈警告，讓相關單位進行封橋準備。紅燈代表橋樑處在最危險狀態。未來實驗將擴大到位於出海口的西濱大橋。