這次莫拉克颱風帶來慘重災情,不但造成家毀人亡,許多剛剛修好的橋樑、道路、堤防又遭大水沖毀,亟待搶修重建。感慨之餘,不禁期望有更先進的方法來防範或降低災害。事實上,最近已有越來越多新科技被用在營建工程之中,不但可以提升品質及安全,也開創了許多新商機,智慧橋樑就是個好例子。

兩年前段斷裂的美國明尼蘇達州St. Anthony Falls大橋,剛在不久前重建完工,這座約400公尺長的新大橋,內建了323個智慧感測器(smart sensors),除了可隨時監控橋樑的結構強度、應力變化、橋面溫度、振動幅度、材料腐蝕及位移變化等數據,也運用電腦分析交通和氣候狀況,即時提出預警和管制措施,並能在必要時自動噴灑抗凍劑,以防止橋面結冰,可以說是一座新型的智慧橋樑。

這種結合智慧科技的營建概念曾引起不少議論,有些地方政府及傳統營建業者認為這會增加成本、加長工期,且減少人工就業機會。不過,據該州營建局官員表示,該橋比原訂一般工期提早三個月完成,且大約只增加總預算的0.5%,卻能提升公共安全、延長橋樑壽命,利遠大於弊,因而漸獲認同,將成營建工程新標竿。

除橋樑外,智慧科技還可用在公路、捷運、堤防、學校、醫院、停車場等,許多國家最近新啟動的公共建設已逐步開始採用。科技公司如IBM、Cisco、HP、及GE等也積極與營建工程公司合作,希望搶進未來公共建設的大餅。以歐巴馬總統提出的振興方案為例,未來五年美國公共建設更新的商機就有5,000億美元之多。

智慧科技除了提升安全,也會對節能減碳及便利生活很有助益。例如智慧道路系統,包括車載資訊、自動照明、即時交通監控等,也都納入了影像、感測、網路及軟體等科技,尤其在交通壅塞的大都會區效益顯著。美國佛羅里達州估計,該州布羅瓦郡地區每年在智慧道路系統990萬美元的投入,約可帶來1.42億美元的效益,包括節省汽油、照明用電、交通時間、廢氣排放及車禍意外等損失。

至於在道路及橋樑材料方面,也有許多新型智慧材料(smart materials)陸續在研發應用中,例如能隨溫度自動調整尺寸的連接材料、能吸收二氧化碳的水泥、能減少陽光吸收且防止破裂的柏油等,也都對營建工程的功能及壽命大有助益。

未來智慧營建仍有許多新發展。例如就網路連結而言,目前仍以有線網路為主,未來一旦測試中的無線感測網路(wireless sensor network)成為可行,則感測器數目便可大幅增加,不但表面覆蓋密度提高,且成本可以下降,屆時眾多的小型無線感測器將如同人類皮膚一樣,更為細密而精準。至於這些感測器運作所需的動能,就得靠吸收橋樑或道路震動的能量而來了,這些科技都尚在研發之中。

雖然颱風帶來的災情多因為長期環境生態破壞所造成,非一朝一夕可以解決,但智慧科技在營建工程的應用已日益成熟可行。若能趁搶修橋樑道路之餘,也在工程建設中納入先進智慧科技,不僅可以提升工程品質及公共安全,也是營建及科技業切入全球建設工程市場的新機會。

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