Международная группа ученых разработала новый подход к мониторингу мостов по всему миру, используя спутниковые данные для выявления потенциальных рисков обрушения задолго до катастрофы. В рамках глобального анализа 744 мостов, результаты которого опубликованы в журнале «Nature Communications», исследователи не только оценили состояние мировой инфраструктуры, но и предложили стратегию, способную кардинально изменить подходы к ее безопасности.
Исследование показало, что в наиболее плохом состоянии находятся мосты Северной Америки, многие из которых были построены в 1960-х годах и уже приближаются к пределу своего проектного срока службы или превысили его. Следом в рейтинге уязвимости идет инфраструктура Африки. Старение конструкций представляет собой растущую угрозу, требующую более эффективных и оперативных методов контроля, чем те, что существуют сегодня.
Ключевым элементом нового подхода стала технология мультитемпоральной интерферометрической радиолокации с синтезированной апертурой (MT-InSAR). Этот метод позволяет измерять мельчайшие деформации конструкций с точностью до миллиметра прямо из космоса. Спутники способны фиксировать медленные смещения, вызванные геологическими процессами – такими как оползни или проседание грунта, – а также выявлять аномальные изменения в структуре самого моста, которые могут служить ранними предвестниками серьезных проблем.
Современные методы мониторинга имеют существенные ограничения. Визуальные осмотры, проводимые специалистами на месте, дорогостоящи, субъективны и проводятся нечасто, как правило, всего два раза в год. Этого недостаточно для своевременного обнаружения дефектов. Специализированные датчики, отслеживающие состояние конструкций в реальном времени, установлены менее чем на 20% длиннопролетных мостов в мире, оставляя большинство объектов без постоянного надзора.
«Наше исследование показывает, что космический радарный мониторинг может обеспечить регулярный надзор более чем для 60 процентов длиннопролетных мостов в мире», – отметил соавтор исследования Пьетро Милилло из Хьюстонского университета. Интеграция спутниковых данных в существующие системы оценки рисков позволяет сократить число мостов, классифицируемых как «высокорисковые», примерно на треть. Особенно большие преимущества этот подход может дать в регионах, где мониторинг мостов ограничен или практически отсутствует, например, в Африке и Океании.
Ученые утверждают, что технология уже готова к повсеместному внедрению властями и инженерами. Комбинируя данные со спутников Европейского космического агентства Sentinel-1 и недавно запущенной миссии NASA NISAR с традиционными инспекциями, можно получать регулярные и объективные обновления о состоянии каждого моста. Это позволит более точно расставлять приоритеты в работах по техническому обслуживанию и принимать взвешенные решения для предотвращения будущих трагедий.