Structural Health Monitoring System Jembatan Suramadu

Adapun Klasifikasi Sensor yang Digunakan

1.    Sensor umum (General Sensor)

Sensor umum digunakan untuk mendeteksi perubahan phisik komponen jembatan yang diakibatkan beban lingkungan, yang dapat berupa suhu, tekanan, getaran, dsb. Sensor sensor tersebut ada yang ditanam (embedded), ditempelkan, dan dipasang pada komponen jembatan.
Sensor-sensor umum yang digunakan pada jembatan ini umumnya jenis sensor tranducer sehingga dapat merubah suatu bentuk energi atau atribut phisik kebentuk lainnya. Output yang dihasilkan dari pengukuran oleh sensor umum ini berupa signal analog bisanya dalam bentuk energi listrik (voltage atau current).

2.    Sensor FO (Fiber Optic Sensor)

Melengkapi general sensor, dibutuhkan sensor untuk mengukur temperature dan strain. Sensor berjenis fiber optic telah dipilih untuk sensor ini.
Sensor FO untuk temperature struktur terdiri atas dua object pengukuran:

• Structure Steel Temperature (ST) sensor, Sensor temperature untuk baja :
• Dipakai untuk mengukur temperature dibagian baja dari struktur jembatan, misalnya bagian deck jembatan, dipasang dengan sistim las untuk menempelkan sensor ke baja.
• Structure Concrete Temperature (CT) sensor, sensor temperature untuk beton :
  Dipakai untuk mengukur temperature dibagian beton dari struktur jembatan, misalnya concrete pylon, main bridge concrete girder dan bridge approach concrete girder. Sensor FO untuk straing/stress juga terdiri atas dua object pengukuran:
• Steel Strain Gauge (SSG) : untuk mengukur strain / stress di struktur baja, missal.deck jembatan, dimana sensor dapat di las di struktur bajanya.
• Concrete Strain Gauge (CSG) : untuk mengukur strain / stress di struktur beton, dimana sensor dapat ditanam didalam beton atau ditempelkan atau di sekrup ke beton.

Signal dari Setiap Sensor FO dikirimkan ke masing-masing FO Reader Unit berupa gelombang spectrum cahaya (wave length) antara 1510 to 1590 nm. Kemudian FO Reader Unit memberikan ouput data  hasil pengukuran berupa data digital dalam format protocol TCP/IP yang dapat di akses melalui Ethernet Bus.

3.    Sensor EM (Electro-Magnetism)

Force dimasing-masing kabel utama jembatan Suramadu harus selalu diukur untuk menjamin keamanan kabel dan memonitor penyebaran force di seluruh kabel jembatan. Jembatan type cable stayed ini mempunyai 32 kabel utama yang masing masing kabel dilengkapi dengan sebuah sensor EM yaitu sebuah sensor Accelerometer untuk mengukur force di cable secara real time.
Sinyal yang terbentuk di sensor akibat efek perubahan frekuensi yang sesuai dengan force yang terjadi di kabel diteruskan ke Unit Data Akuisisi. Berdasarkan specifikasi Data Sheet dari Manufacturer, EM sensor yang digunakan memberikan signal output berupa tegangan listrik (Voltage: 1 – 5 Vdc).

4.    Sensor GPS untuk Global Navigation System

GPS system dengan accuracy mm bersama sama dengan sensor accelerometer dipakai untuk memonitor gerakan jembatan tiga dimensi. Sensor yang dipakai adalah type GNSS dual frekuensi ( Global Navigation Satellite System ) yang bisa menerima data dari satelit GPS, satellite GLONASS. Dua buah GNSS receiver base reference dipasang diluar jembatan, dibagian yang tidak terpengaruh oleh goyangan jembatan .Perlu survey yang sangat detil untuk penempatan GNSS base reference ini , koordinat dan ketinggian lokasi pemasangan harus sangat presisi karena GNSS ini dipakai untuk mengkoreksi kesalahan perhitungan dari semua GNSS rover yang terpasang di jembatan yang dipakai untuk memonitor gerakan jembatan.
Output dari masing-masing GPS ini berupa data digital dengan format protocol NMEA atau Binary Data Serial.

5.    Sensor CCTV (Digital Video Camera – DVC)

Sensor CCTV yang digunakan adalah digital IP Camera, dipasang disepanjang dek jembatan untuk memonitor lalu lintas kendaraan secara detil dan dipasang diatas pylon untuk memonitor situasi jembatan secara keseluruhan serta dipasang di tengah jembatan untuk memonitor kapal yang melintas dibawah jembatan.
CCTV system ini digunakan untuk memonitor lalu lintas dijembatan serta pelengkap informasi warning, kepada petugas operator atau kantor atau pejabat berwenang bila terjadi kondisi yang tidak normal yang dideteksi oleh sistim Data Akuisisi di sistim SHMS, Ditampilkan di layar lebar ( display wall ) dan menjadi pintu untuk menginformasi kondisi jembatan kepada pejabat atau kantor yang berwenang seperti tersebut diatas.
Mengingat Data Streaming video harus dilakukan secara real time sementara streaming data video tersebut juga akan memenuhi Band width pada system Network Ethernet Bus, Maka untuk Digital Video Camera ini sebaiknya disediakan Bus tersendiri setingkat Gbit Ethernet dengan System Transmisi Fiber Optic langsung ke Control Room

Sistem Netwok pada Control Room

Dengan menggunaknan sistem data akuisisi ini, maka sistem network pada Control Room dapat dibuat menjadi lebih senderhana. Untuk masing-masing Server EM sensor, General Sensor, FO Sensor, GPS Sensor yang sebelumnya mesti disediakan secara terpisah, sekarang dapat disederhanakan dan digantikan dengan hanya satu unit DAQ Master Server.

Fungsi Triggering & Alarm

Sistem data akuisisi ini dilengkapi dengan fungsi trigger dan alarm untuk kebutuhan pemberian peringatan (warning) serta dapat melakukan auto recording apa bila sewaktu-waktu terjadi kondisi parameter pengukuran yang diluar batas keadaan normal.
Fungsi trigger dapat disetting untuk tiap masing-masing channel sensor, maupun hasil kalkulasi antar channel sensor dengan formula tertentu. adapun Jenis mode trigger yang dapat disetting adalah:
Edge-trigger, filtered edge trigger dan window-trigger

Fungsi trigger dapat diterapkan pada fungsi sistem recording dynamic yang menarik. Dengan bantuan fungsi trigger, sistem dapat menyimpan data pada saat terjadi event trigger (abnormal condition), dimulai dari beberapa waktu sebelum trigger tersebut terjadi (Pre-Trigger) sampai saat beberapa saat sesudahnya atau setelah kondisi kembali normal (Post-Trigger)

Selain itu, sistem recording juga dapat dipilih dari beberapa metode berikut:

• Always fast : selama monitoring seluruh data disimpan seutuhnya
• Always Slow: selama monitoring seluruh data disimpan secara berkala (rata-rata, max, min)
• Fast on trigger: Data hanya akan disimpan pada saat terjadi trigger event (abnormal condition)
• Fast on trigger, slow other: Selama kondisi dalam keadaan normal, data akan tersimpan dengan tempo yang

lebih lambat, dan akan disimpan secara real time pada saat terjadi trigger event