Σε προκαταρκτική διαβούλευση του σχεδίου διακήρυξης ηλεκτρονικού διαγωνισμού, ύψους άνω των 156 εκατ. ευρώ (με ΦΠΑ, συμπεριλαμβανομένης προαίρεσης 23,6 εκατ. ευρώ), που σχετίζονται με το γνωστό project των «έξυπνων γεφυρών», που χρηματοδοτούνται και από το Ταμείο Ανάκαμψης, προχώρησε το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας με ορίζοντα έως τις 22 Σεπτεμβρίου.
Όπως αναφέρεται στη σχετική πρόσκληση του ΤΕΕ για τη διαβούλευση, αντικείμενο του έργου είναι ο πρωτοβάθμιος έλεγχος των τεχνικών και ο σχεδιασμός της ενόργανης παρακολούθησης καθώς και του συστήματος IoT, ο δευτεροβάθμιος έλεγχος των γεφυρών μέσω κατάλληλης μοντελοποίησης των τεχνικών σε επίπεδο προμελέτης, η δημιουργία Ψηφιακού Αποθετηρίου και Πλατφόρμας «Έξυπνων Γεφυρών», η προμήθεια/εγκατάσταση σε θέση και λειτουργία των Συστημάτων Ενόργανης Παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο (Real Time Structural Health Monitoring ή RTSHM), η διεξαγωγή μη καταστροφικών φορτίσεων στις γέφυρες και η επικαιροποίηση μελετών, η πιλοτική εφαρμογή των συστημάτων και η ενόργανη δομική παρακολούθηση των τεχνικών και παραγωγική/εγγυημένη λειτουργία των συστημάτων.
Από τις παρατηρήσεις που θα υποβληθούν και τη ζύμωση, το ΤΕΕ θα προχωρήσει στη διαμόρφωση των τελικών Τευχών Δημοπράτησης.
Το Ταμείο Ανάκαμψης
Υπενθυμίζεται ότι στο Εθνικό Σχέδιο Ανάκαμψης «Ελλάδα 2.0» περιλαμβάνεται και το project των πληροφοριακών υπηρεσιών από «έξυπνες» γέφυρες, με κονδύλι 81 εκατομμύρια ευρώ. Σε ό,τι αφορά στις «έξυπνες» γέφυρες, θα δημιουργηθεί ένα σύστημα παροχής πληροφοριών με ειδικά συστήματα μετρήσεων και αισθητήρες για την προληπτική συντήρηση γεφυρών σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας. Το συγκεκριμένο έργο θεωρείται βέβαιο πως θα αυξήσει το επίπεδο ασφαλείας των οδικών μεταφορών, με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογικών μεθόδων. Επίσης, αξίζει να αναφέρουμε ότι προ μηνών ο υφυπουργός Υποδομών, κ. Καραγιάννης, μόλις προ ημερών είχε προαναγγείλει και τη θεσμοθέτηση για πρώτη φορά Διοικητικής Αρχής Γεφυρών. Η Αρχή θα επιβλέπει και θα ελέγχει την ασφάλεια των γεφυρών σε όλη την επικράτεια, ενώ βασικό ζήτημα είναι οι νέες διαδικασίες για την επιθεώρηση και τη συντήρηση των γεφυρών της χώρας, με άνοιγμα μήκους άνω των 6 μέτρων.
Τα επίπεδα ασφαλείας
Το συγκεκριμένο project εκτιμάται θεωρείται πως θα αυξήσει το επίπεδο ασφαλείας των οδικών μεταφορών, με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογικών μεθόδων. Οι πληροφορίες αυτές θα καταγράφονται και θα υποβάλλονται σε επεξεργασία με ειδικούς αλγόριθμους με σκοπό την αξιολόγηση της δομικής ευπάθειας των γεφυρών που αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στις υποδομές της χώρας. Στόχος του προγράμματος είναι η βελτίωση του επιπέδου ασφαλείας των γεφυρών και η πρόληψη ατυχημάτων που οφείλονται είτε στη διέλευση βαρέων οχημάτων είτε σε κινδύνους της κλιματικής αλλαγής.
Το ΤΕΕ έχει αναλάβει την υλοποίηση της δράσης «Έξυπνες Γέφυρες – Smart Bridges» Με απόφαση του υπουργείου Υποδομών και Μεταφορών, το ΤΕΕ θα είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη ενός νέου συστήματος το οποίο θα έχει ως σκοπό την αύξηση των επιπέδων οδικής ασφάλειας και την διατήρηση των υφιστάμενων γεφυρών που είναι διασκορπισμένες στο οδικό δίκτυο της χώρας. Το θέμα με την συντήρηση των γεφυρών έχει βρεθεί αρκετές φορές στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος πολλές φορές λόγω στατικών ή άλλων προβλημάτων ενώ έχουμε και περιπτώσεις κατάρρευσης. Με το νέο σύστημα θα μπορεί να πραγματοποιείται μέτρηση φορτίου, ενώ αισθητήρες ή οπτικές ίνες θα μετρούν τη μετατόπισή τους σε πραγματικό χρόνο.
Συνοπτική περιγραφή φυσικού και οικονομικού αντικειμένου της σύμβασης
Σύμφωνα με όσα αναφέρονται στο σχέδιο διακήρυξης που τέθηκε προς διαβούλευση, το έργο «Έξυπνες γέφυρες» εντάσσεται στο Ελληνικό Σχέδιο Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας Ελλάδα 2.0 και αφορά στην υλοποίηση έξυπνων υποδομών για την προληπτική συντήρηση των γεφυρών του σιδηροδρομικού δικτύου.
Το μεγαλύτερο ποσοστό των γεφυρών της χώρας κατασκευάστηκε στις δεκαετίες ’50 έως ’80 και οδεύει σήμερα προς το τέλος της θεωρητικής ζωής του. Η απουσία μέτρων συντήρησης, η γήρανση των τεχνικών, τα μικρά φορτία σχεδιασμού σε συνδυασμό με την μη ελεγχόμενη διέλευση ολοένα και μεγαλύτερου βάρους οχημάτων, τα ακραία περιβαλλοντικά φαινόμενα λόγω κλιματικής αλλαγής είναι κάποιοι από τους παράγοντες που έχουν συμβάλλει στην μείωση της αντοχής των γεφυρών και καθιστούν πολλές από αυτές «οιονεί-επικίνδυνες».
Είναι επομένως σαφές ότι για την ασφαλή χρήση των γεφυρών απαιτείται να αξιολογηθεί άμεσα η δομική και λειτουργική επάρκειά τους, κυρίως ως προς τα κινητά φορτία λειτουργίας τους, βάσει σύγχρονων διαδικασιών και μεθοδολογιών άμεσης αξιολόγησης (Smart Assessment Procedures ή «SAP»).
Με το έργο αυτό, επιδιώκεται η παροχή υπηρεσιών προληπτικής συντήρησης γεφυρών της ΟΣΕ Α.Ε και ΕΡΓΟΣΕ Α.Ε σε διάφορες περιφέρειες της χώρας, με τη χρήση καινοτόμων τεχνολογιών όπως το Ίντερνετ των πραγμάτων (IOT). Οι πληροφορίες που σχετίζονται με την κατάσταση των γεφυρών, θα καταγράφονται και θα επεξεργάζονται με ειδικούς αλγόριθμους που υπολογίζουν την απόκριση των γεφυρών και θα είναι διαθέσιμες σε εξειδικευμένους μηχανικούς, οι οποίοι θα είναι αρμόδιοι για τη βελτίωση του επιπέδου ασφάλειας των γεφυρών και την πρόληψη μελλοντικών ατυχημάτων. Όλες οι υποδομές γεφυρών θα εξοπλιστούν με ειδικά συστήματα μέτρησης της δομικής απόκρισης, αισθητήρες / τεχνολογίας οπτικών ινών που θα μετρούν και θα καταγράφουν τις απαραίτητες πληροφορίες, σε πραγματικό χρόνο με σύγχρονες και αποδεκτές τεχνολογικές μεθόδους.
Οι διαδικασίες αξιολόγησης και ελέγχου θα υλοποιηθούν με χρήση σύγχρονων συστημάτων ενόργανης δομικής παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο (Real Time Structural Health Monitoring, RTSHM). Η εφαρμογή εξειδικευμένων μεθοδολογιών ενόργανης δομικής παρακολούθησης, συνδυασμού δηλαδή τεκμηρίωσης – ενοργάνωσης και γρήγορης αποτίμησης, είναι σύμφωνη με πρακτικές πολλών προηγμένων χωρών και αποτελεί παγκοσμίως την πιο δόκιμη μέθοδο εκτίμησης ενδεχόμενων υποβαθμίσεων της δομικής υγείας των κατασκευών σε βάθος χρόνου. Η συνθήκη ελέγχου είναι η αξιολόγηση σε πραγματικό χρόνο της δομικής τρωτότητας των γεφυρών υπό τα συνήθη φορτία λειτουργίας και ο καθορισμός με σαφήνεια των μεγίστων επιτρεπόμενων όριων διελεύσεων (έλεγχος μεγίστων παραμορφώσεων). Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η έγκαιρη πρόβλεψη αστοχιών (situational awareness), δίνεται η δυνατότητα άμεσων λήψεων αποφάσεων και μέτρων (informed decision making process) ενώ παράλληλα εξασφαλίζεται η εξοικονόμηση πόρων μέσω προτεραιοποίησης συντηρήσεων και ενισχύσεων όπου πραγματικά απαιτείται. Η διάρκεια της σύμβασης ορίζεται σε τριάντα έξι (36) μήνες.
Το μοντέλο Structural Health Monitoring
Η σύμβαση που προωθείται αφορά, μεταξύ άλλων, στην αξιολόγηση της δομικής απόκρισης επιλεγμένων σιδηροδρομικών γεφυρών της ηπειρωτικής χώρας σε πραγματικό χρόνο μέσω σύγχρονων συστημάτων (state-of-the-art) και μεθοδολογιών ενόργανης δομικής παρακολούθησης (Structural Health Monitoring – SHM). Σκοπός του έργου είναι η δημιουργία ενός δικτύου «έξυπνων» γεφυρών (Smart Bridges Network – SBN) βασιζόμενο στη φιλοσοφία ενός «Διαδικτύου των Πραγμάτων» ή «Internet of Things» (IoT).
Η βασική αρχή ενός IoT είναι η δικτύωση πληθώρας αντικειμένων που ενσωματώνουν ηλεκτρονικά μέσα, λογισμικό, αισθητήρες και συνδεσιμότητα σε δίκτυο ώστε να επιτρέπεται η σύνδεση και η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ τους (τοπικό δίκτυο) και στον παγκόσμιο ιστό. Το βασικό πλεονέκτημα των τεχνολογικών συστημάτων IoT είναι η δυνατότητα αποθήκευσης και διαχείρισης τεράστιου όγκου πληροφοριών που παράγουν οι δικτυωμένες συσκευές λόγω της συνεχούς επικοινωνίας με το δίκτυο (streaming data).
Οι προς παρακολούθηση γέφυρες θα είναι ενοργανωμένες με αισθητήρες τελευταίας τεχνολογίας οι οποίοι θα καταγράφουν σε πραγματικό χρόνο την απόκριση της κατασκευής σε κάθε διέλευση ή τυχηματικό φορτίο (πχ. σεισμός) και θα αποστέλλουν τα δεδομένα αυτόματα μέσω διαδικτύου σε μία κεντρική βάση δεδομένων. Με τον τρόπο αυτό, όλες οι γέφυρες θα συνδέονται σε μία διαδικτυακή πλατφόρμα, η οποία θα περιλαμβάνει δεδομένα από όλους τους δικτυωμένους αισθητήρες και θα εφαρμόζει αναλυτικά στοιχεία για την ορθή διαχείριση των συλλεχθέντων πληροφοριών, αυτοματοποιώντας δύσκολες και χρονοβόρες εργασίες.
Μέσω του συστήματος IoT που θα δημιουργηθεί, θα γίνεται διαχείριση και επεξεργασία των δεδομένων (big data analysis) με χρήση προηγμένων αλγορίθμων και μηχανικής μάθησης (machine learning) και θα αξιολογείται συνεχώς η απόκριση κάθε γέφυρας βάσει ενός συστήματος βαθμολόγησης της δομικής υγείας τους. Έτσι, μέσω της διαδικτυακής πλατφόρμας, οι γέφυρες θα αποκτήσουν «ταυτότητα» και η πρόσβαση σε όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την απομένουσα λειτουργικότητα και τη δομική τους ασφάλεια θα είναι άμεση.
Τα σημαντικά προβλήματα
Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, ένας σημαντικός αριθμός των ελληνικών γεφυρών παρουσιάζει αυξημένο κίνδυνο ανεπάρκειας σε φέρουσα ικανότητα οφειλόμενη, αφενός στα διαρκώς αυξανόμενα φορτία κυκλοφορίας και αφετέρου στη γήρανση των γεφυρών.
Δεδομένου ότι (α) τα επόμενα χρόνια πρόκειται να γίνει σταδιακή αντικατάσταση όλων των διερχομένων τρένων με νέα – πιο σύγχρονα – τα οποία έχουν προβλεφθεί για μεταφορά μεγαλύτερων φορτίων, (β) η γήρανση των τεχνικών είναι ένα φαινόμενο που δεν μπορεί να αποφευχθεί, (γ) οι περισσότερες γέφυρες είναι σχεδιασμένες με παλαιότερους κανονισμούς με ανεπαρκή πρόβλεψη για την ανθεκτικότητα τους σε βάθος χρόνου, (δ) πολλές γέφυρες βρίσκονται σε περιοχές με υψηλό σεισμικό κίνδυνο και έχουν ήδη καταπονηθεί από σεισμούς μέτριας και ισχυρής έντασης και (ε) εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής η αναμενόμενη ανώτατη στάθμη για γέφυρες άνωθεν υδατικών κωλυμάτων αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά, η πρακτική της ενόργανης παρακολούθησης των γεφυρών όπως περιγράφεται στην παρούσα σύμβαση έχει στόχο τον έλεγχο του ρυθμού φθοράς τους και την έγκαιρη και αποτελεσματική συντήρησή τους.
Στο πλαίσιο αυτό, η δημιουργία ενός δικτύου γεφυρών οι οποίες θα παρακολουθούνται και θα αξιολογούνται σε πραγματικό χρόνο με σύγχρονες πρακτικές, θα αναβαθμίσει άμεσα τον τομέα των υποδομών.
Το αντικείμενο του Έργου αποτελεί μια καινοτόμα λύση που στοχεύει στην άμεση, αυτόματη και αδιάλειπτη αξιολόγηση της φέρουσας ικανότητας γεφυρών κυρίως υπό φορτία κυκλοφορίας σε πραγματικό χρόνο μέσω ενός συστήματος IoT: το δίκτυο «Έξυπνων Γεφυρών» ή Smart Bridges Network ή SBN.
Ανάμεσα στις υπό παρακολούθηση γέφυρες θα είναι και 170 σιδηροδρομικές σε Αττική και περιφέρεια (ΣΚΑ, Κηφισού, πάνω από Αττική Οδό, σε Τιθορέα, Λειανοκλάδι, Παλαιοφάρσαλο, Λεπτοκαρυά, Πλατύ, Αξιό, Ασπρόπυργο, Κινέτα, Αγ. Θεόδωρους, Ικόνιο, Ζευγολατιό κα.).
