Ra mắt Quan trắc công trình cảng (Port SHM): theo dõi sức khoẻ bến và đê chắn sóng trực tuyến

Một bến cảng hay một tuyến đê chắn sóng thường được kiểm tra theo chu kỳ: vài tháng hoặc vài năm một lần, kỹ sư xuống hiện trường đo nứt, đo ăn mòn, đếm khối phủ rồi viết báo cáo. Giữa hai lần kiểm tra, công trình vẫn chịu tải trọng khai thác, va tàu, sóng bão, xói lở và ăn mòn, nhưng gần như không ai biết nó đang thay đổi ra sao. Đến khi phát hiện hư hỏng thì chi phí sửa chữa đã lớn, đôi khi phải hạn chế khai thác.

Quan trắc công trình cảng (Port SHM) được xây dựng để lấp khoảng trống đó. Đây là ứng dụng web giúp chủ đầu tư, đơn vị khai thác và tư vấn theo dõi trực tuyến sức khoẻ kết cấu công trình bến và đê chắn sóng, gộp số liệu cảm biến với kết quả khảo sát định kỳ, tự phát hiện bất thường theo ngưỡng đã duyệt và chuyển thành khuyến cáo xử lý có người chịu trách nhiệm.

Ứng dụng giải quyết bài toán gì?

• Biết sớm thay vì biết muộn: độ nghiêng, biến dạng, lún, ăn mòn và dao động được ghi liên tục, nên xu hướng xấu đi hiện ra từ khi còn nhỏ.
• Một nơi cho mọi số liệu: số liệu cảm biến, số liệu sóng – gió – mực nước và kết quả khảo sát hiện trường nằm chung một hồ sơ công trình, thay vì rải rác trong nhiều file Excel.
• Cảnh báo có căn cứ: mỗi ngưỡng được duyệt kèm căn cứ tiêu chuẩn hoặc thiết kế, mỗi cảnh báo đều được kỹ sư xem xét, kiến nghị và đóng kèm lý do.
• Báo cáo không cần làm tay: báo cáo định kỳ, báo cáo tháng và báo cáo sau bão được tạo từ chính dữ liệu đã quan trắc.

Các chức năng chính

1. Tổng quan cảng và hồ sơ công trình

Mỗi cảng gồm nhiều hạng mục công trình bến và đê chắn sóng. Trang tổng quan cho thấy ngay hạng mục nào đang bình thường, hạng mục nào có cảnh báo. Ứng dụng gợi ý cấp công trình theo TCVN 13330, còn cấp hiện trạng (A–D với công trình, a–d với cấu kiện) do kỹ sư xác nhận, để đánh giá luôn có người ký chịu trách nhiệm chứ không phụ thuộc hoàn toàn vào thuật toán.

2. Cảm biến, thiết bị và gateway

Danh mục thiết bị được nhập trực tiếp hoặc nhập hàng loạt từ Excel: loại cảm biến, vị trí, cấu kiện gắn, chu kỳ gửi dự kiến. Thiết bị hiện trường gửi số liệu qua gateway, mỗi gateway có khoá API riêng, có thể cấp mới hoặc thu hồi bất cứ lúc nào. Nếu một cảm biến im lặng quá lâu so với chu kỳ dự kiến, ứng dụng báo ngay là mất tín hiệu, để tránh nhầm "không có cảnh báo" với "không có số liệu".

Có sẵn trang thử cảm biến bằng điện thoại: dùng gia tốc kế và cảm biến nghiêng của điện thoại để gửi thử số liệu, có bộ đệm khi mất mạng. Cách này giúp kiểm tra toàn bộ đường truyền trước khi lắp thiết bị thật.

3. Dashboard trực tuyến

Số liệu được tổng hợp thành trung bình giờ và trung bình ngày kèm dải min–max, nên vừa thấy xu hướng dài hạn vừa không bỏ sót đỉnh ngắn. Các đường ngưỡng Chú ý, Cảnh báo, Hành động được vẽ ngay trên biểu đồ. Với cảm biến gia tốc, ứng dụng lưu các đoạn dao động thô và tính phổ tần số. So sánh tần số trội với tần số nền là một chỉ báo sớm cho thấy độ cứng kết cấu đang thay đổi.

4. Ngưỡng và quy tắc cảnh báo

Mỗi kênh đo có thể đặt nhiều kiểu quy tắc:

Có bù nhiệt độ để giãn nở nhiệt theo ngày đêm không gây báo động giả. Ngưỡng mới phải được duyệt kèm căn cứ (tiêu chuẩn, hồ sơ thiết kế hoặc kết quả kiểm định) trước khi có hiệu lực.

5. Cảnh báo bốn cấp và khuyến cáo

Mọi cảnh báo được xếp vào bốn cấp Bình thường → Chú ý → Cảnh báo → Hành động, đi theo chuỗi báo tin đã cấu hình để đúng người nhận đúng lúc. Kỹ sư ghi kiến nghị (ví dụ đo chiều dày bằng siêu âm cho cọc có điện thế ăn mòn bất thường) và chỉ đóng cảnh báo khi đã chọn lý do đóng. Toàn bộ lịch sử được giữ lại để tra cứu khi đánh giá công trình.

6. Khảo sát định kỳ

Những gì cảm biến không đo được vẫn cần người kiểm tra, và kết quả được nhập vào cùng hệ thống: vết nứt, chiều dày còn lại đo siêu âm (UT), hàm lượng chloride, điện thế ăn mòn, xói và độ sâu đáy trước bến, và với đê chắn sóng là đếm khối phủ bị dịch chuyển hoặc gãy. Kết quả khảo sát cũng đi qua bộ quy tắc như số liệu cảm biến, nên một vết nứt mở rộng nhanh cũng tạo cảnh báo.

7. Sóng, gió, mực nước và sự kiện bão

Các trạm sóng – gió – mực nước được quan trắc cùng công trình. Khi chiều cao sóng Hs vượt ngưỡng xác định trận bão, ứng dụng tự ghi nhận một sự kiện bão. Từ đó có thể lập báo cáo sau sự kiện, so sánh trạng thái công trình trước và sau bão, và lập kế hoạch kiểm tra đê chắn sóng theo kịch bản bão.

8. Báo cáo, phân quyền và nhật ký

• Báo cáo PDF định kỳ, báo cáo tháng, lịch gửi tự động hằng tuần hoặc hằng tháng, xuất Excel bộ số liệu.
• Bốn vai trò: Quản trị, Kỹ sư, Khai thác, Khách xem. Đơn vị khai thác theo dõi trạng thái, còn kỹ sư mới được duyệt ngưỡng và đóng cảnh báo.
• Nhật ký kiểm toán ghi lại ai đã thay đổi ngưỡng, cấp khoá gateway hay xác nhận cấp hiện trạng.

Ai nên dùng?

• Cảng vụ, doanh nghiệp khai thác cảng: theo dõi an toàn bến và đê trong quá trình khai thác, đặc biệt với công trình cũ hoặc đang nâng tải trọng tàu.
• Chủ đầu tư và ban quản lý dự án: quan trắc trong giai đoạn thi công, nghiệm thu và bảo hành.
• Tư vấn kiểm định, đánh giá an toàn: có số liệu liên tục làm căn cứ thay cho vài lần đo rời rạc.

Dùng thử

Mở port-shm.ose.vn để xem cảng mẫu với các hạng mục bến và đê chắn sóng. Có thể thử ngay đường truyền số liệu bằng trang thử cảm biến trên điện thoại. Các phần mềm liên quan có trong danh mục phần mềm OSE.

Bạn đang quản lý một bến cảng hay tuyến đê chắn sóng và muốn thiết lập quan trắc với thiết bị thực tế? Hãy liên hệ quynm@portlogistics.vn hoặc 0913 567 101 để được tư vấn bố trí cảm biến và cấu hình ngưỡng.

Các hình trong bài là hình minh hoạ; số liệu trên biểu đồ không phải kết quả quan trắc của một công trình cụ thể.