針對LPWAN領域最著名的幾項技術(ZETA、LoRaWAN、SIGFOX)在橋梁等結構診斷方面的應用，近日，日本關西信息中心智能基礎設施研究組發(fā)布引入用于結構診斷IOT先進通信技術(LPWAN)的相關調查，對這幾種技術進行了測試及對比分析。

目前，日本共有橋梁約73萬座，隧道約1萬座。針對橋梁等社會基礎設施老化而導致的結構穩(wěn)固性診斷問題，日本道路法規(guī)修訂規(guī)定：每5年會進行一次目視檢查，記錄保存檢查和診斷結果，并對結果進行統(tǒng)一分類，該檢查需要消耗大量的人力財力。通過使用LPWAN通信技術進行橋梁結構診斷，日方可以隨時隨地的檢查目標結構的狀態(tài)，不斷監(jiān)視大型管理區(qū)域存在的許多結構，可有效彌補檢查員和結構診斷預算的不足。

LPWAN(Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網絡)也稱為LPWA (Low-Power Wide-Area) 或 LPN(Low-Power Network，低功率網絡)，是一種用在物聯(lián)網，可以用低比特率進行長距離通訊的無線網絡。PWAN技術因具有功耗低、成本低、覆蓋廣等特性，可廣泛應用于車載運輸、智慧能源、無線支付、智能安防、智慧城市、無線網關、智能工業(yè)、智慧生活、智慧農業(yè)等場景。作為物聯(lián)網行業(yè)中最重要的技術之一，LPWAN正以年復合增長率90%的驚人速度增長。多家市場研究機構預計，未來廣域物聯(lián)網中超過60%連接屬于低功耗廣域網(LPWAN)領域。

2009年，SIGFOX公司提出LPWAN技術概念，發(fā)展至今，目前世界主流有兩類4種標準：一類是工作于未授權頻譜的ZETA、LoRa、SIGFOX等技術;另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的3/4G/5G蜂窩通信技術，比如NB-IoT、LTE-CAT M等。

針對日本在橋梁診斷方面的廣闊需求，近日，日本關西信息中心智能基礎設施研究組對LPWAN領域內幾項著名技術進行了測試對比分析。

此次測試對象選取了NTT日本搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN技術、京瓷通訊系統(tǒng)搭建的運營商構建通訊網絡SIGFOX技術、SORACOM公司搭建的使用者構建通訊網絡LoRaWAN技術，TECHSOR公司搭建的使用者構建通訊網絡ZETA技術。

通過在橋梁上安裝裂紋位移計傳輸數(shù)據至云端，并分析四者LPWAN通信測試數(shù)據流，移動觀察四者通信距離、定點觀察四者數(shù)據接受率，得出測試結果。

1、通訊距離比較

測試結果顯示：NTT日本所搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN通信距離可達到1.5公里，且通信良好;SIGFOX在覆蓋范圍內通信良好;SORACOM公司所搭建使用者構建通訊網絡在1.0公里距離內通信良好;ZETA通信距離達3.0km，且通信良好。

2、數(shù)據接受率測試

測試結果顯示：NTT日本所搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN對數(shù)據接受率達到100%，通信穩(wěn)定;SIGFOX數(shù)據接受率99%，通信穩(wěn)定;SORACOM公司所搭建使用者構建通訊網絡LoRaWAN接受率為70%;ZETA數(shù)據接受率100%。其中ZETA丟包率為0，從每個傳感器獲得的數(shù)據完整的存儲在云服務器中而沒有遺漏。

總結：通過以上對比分析，ZETA技術能在三公里長度內保持良好通信，對數(shù)據接受率達到100%，且丟包率為0，可在日本橋梁結構診斷場景廣泛應用。

日本關西信息中心、智能基礎設施研究組表示：關西信息中心將基于以上調查和測評結果，提出采用LPWAN進行結構診斷的方法和建議。