Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ: Hệ thống cảnh báo bất thường cho cầu dây văng

Với sự gia tăng nhanh chóng số lượng cầu dây văng trên toàn cầu, việc đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ của các công trình này trở nên cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên, công tác duy tu, bảo dưỡng thường gặp nhiều thách thức do quy mô, chi phí lớn và cấu tạo phức tạp của cầu. Đặc biệt, tại Việt Nam, các hệ thống quan trắc sức khỏe kết cấu (SHM) hiện có thường phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài, gây khó khăn trong xử lý sự cố và quản lý dữ liệu. Do đó, nghiên cứu này đặt ra mục tiêu xây dựng một hệ thống cảnh báo bất thường hiệu quả, sử dụng công nghệ Big Data, nhằm tối ưu hóa việc giám sát và đảm bảo an toàn vận hành cho cầu dây văng, giảm thiểu rủi ro và chi phí.

Các kỹ sư cầu đường, chuyên gia quản lý và bảo trì cầu, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực giám sát sức khỏe kết cấu công trình, và các cơ quan quản lý giao thông vận tải.

Luận văn này trình bày việc thiết kế và xây dựng một hệ thống cảnh báo bất thường tiên tiến dành cho cầu dây văng, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về duy tu và bảo dưỡng cầu trong bối cảnh số lượng công trình này ngày càng tăng. Hệ thống tập trung vào việc xử lý hiệu quả khối lượng lớn dữ liệu thu thập từ các cảm biến của hệ thống quan trắc sức khỏe kết cấu (SHM) trên cầu, đặc biệt là cầu dây văng Phú Mỹ, thông qua việc áp dụng các công nghệ Big Data mã nguồn mở. Cụ thể, nghiên cứu tích hợp các công nghệ như Kafka để truyền dữ liệu, Apache Spark Structured Streaming để xử lý, InfluxDB để lưu trữ chuỗi thời gian, và Grafana để trực quan hóa, tạo nên một giải pháp toàn diện. Mục tiêu chính của hệ thống là cung cấp một Dashboard giám sát trực quan, hiển thị dữ liệu quan trắc đã xử lý và lịch sử dữ liệu dưới dạng đồ thị, đồng thời cho phép thiết lập và quản lý các ngưỡng cảnh báo. Hệ thống có khả năng tự động phát hiện các tình trạng bất thường dựa trên các thông số như tốc độ gió, lực căng cáp, độ nghiêng của tháp và dao động của dầm/cáp, so sánh với các ngưỡng an toàn đã được xác định. Khi phát hiện bất thường, hệ thống sẽ tự động gửi cảnh báo qua nhiều kênh như PagerDuty, SMS, email hoặc Slack, thông báo về các nguy cơ như gió lớn, cáp quá tải, nghiêng bất thường hoặc điều kiện thời tiết bất lợi. Giá trị ứng dụng của luận văn nằm ở việc cung cấp một giải pháp giám sát cấu trúc cầu hiệu quả, có khả năng mở rộng, chịu lỗi cao và tối ưu về chi phí, góp phần nâng cao an toàn và hiệu quả quản lý, khai thác cầu.