智慧監測新趨勢：預防勝於修復的建築結構管理系統

交通與建築基礎設施的安全與耐久性，攸關營運單位與使用者的共同利益。要維持最佳建築狀態並控制成本，必須透過有效的監測系統來提升狀態評估品質。現有監測系統雖具備基本功能，卻常面臨三大痛點：系統間缺乏整合、難以與建築管理系統直接串接，以及因檔案紀錄不全與評估程式未標準化，導致資料長期可用性不足。

為解決這些問題，格拉茨科技大學（TU Graz）由建築材料技術與測試研究所（IMBT）的Markus Krüger，以及工程測量與測量系統研究所（IGMS）的Werner Lienhart所領導的研究團隊，在PreMainSHM計畫中開發出革命性的預防性結構監測系統。這套智慧聯網系統能直接整合至標準建築管理軟體，實現真正的預防性維護。

「現有基礎設施監測技術已能產生大量互補性資料，」Werner Lienhart指出，「但漫無目的地收集資料，對於預測建築狀態發展、使用壽命評估及主動維護規劃毫無幫助。我們的核心目標是開發一套整體解決方案，讓結構監測資料能長期且符合成本效益地轉化為可直接應用於壽命預測與維護規劃的實用見解，使建築管理者能採取主動而非被動的應對策略。」

該計畫的關鍵突破在於智慧整合多項監測技術：

- IGMS開發的高精度光纖監測技術，可精確掌握材料行為

- IMBT改良的經濟型無線感測網路，具備高度靈活性

透過技術融合，系統能全面記錄建築結構的狀態與應力負荷資料。研究團隊特別採用FAIR資料原則（可發現、可存取、可互動操作、可重用），確保資料的長期可用性與交換性。

為彌補資料採集與建築管理間的落差，團隊開發出簡潔而彈性的實體資料模型。此模型能階層化組織建築結構，並將測量資料與對應元件及感測器建立關聯，不僅便於存取關鍵資訊，更能與BIM（建築資訊模型）和GIS（地理資訊系統）等軟體無縫接軌。團隊還建置了數位孿生模型，實現建築資料的視覺化管理。

感測資料的可靠性驗證同樣至關重要。現行感測器校準多在受控環境中進行，與實際建築環境存在溫濕度變化、振動等幹擾因素。為此，團隊開發出能考量環境影響的新型校正方法。

實際驗證選在維也納的拉克森堡橋進行，測試專案包括：

- 監測傾斜度與裂縫寬度的無線感測器

- 高解析度應變測量與交通負載下裂縫檢測的光纖系統

「PreMainSHM計畫證明瞭智慧聯網結構監測系統，對於建築與基礎設施的安全永續維護具有巨大潛力，」Markus Krüger總結道，「我們必須充分發揮這項潛力，讓橋樑等工程結構的管理邁向未來。為此，我們特別編撰了指導檔案，協助未來監測計畫不僅產出資料，更能提供建築管理決策所需的實用資訊。」

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