Vào ngày 1 tháng 8 năm 2007, sự cố sập cầu I-35W Mississippi ở Minneapolis khiến 13 người thương vong và gây thiệt hại cho tiểu bang hàng triệu đô la để sửa chữa. Chín năm sau, cơ sở hạ tầng già cỗi của Mỹ đang tạo ra ngày càng nhiều các mối đe dọa tương tự ở đường bộ, đường sắt, cầu và đường cao tốc. Những thách thức trong việc duy trì và giám sát sự an toàn của cơ sở hạ tầng công cộng của chúng ta là rất nhiều, nhưng nhờ những tiến bộ trong công nghệ Internet of Things, chúng ta hiện được trang bị tốt hơn để phát hiện và ngăn chặn các sự cố tương tự như thảm kịch I-35W, đồng thời đảm bảo an toàn đồng thời cải thiện chu kỳ bảo dưỡng.

Một nghiên cứu của Cơ quan Kiểm kê Cầu Quốc gia Liên bang cho thấy khoảng 65.000 trong số 600.000 cây cầu của đất nước đang cần được sửa chữa nghiêm trọng và khoảng 20.000 cây cầu thuộc loại “nguy cấp” – có nguy cơ sập. Trong hoàn cảnh như vậy, các cơ quan chính phủ bắt buộc phải lựa chọn các ưu tiên sửa chữa và bảo dưỡng một cách khôn ngoan, đặc biệt khi đối mặt với nguồn kinh phí hạn chế.

Hệ thống đường bộ và đường cao tốc có thể được hưởng lợi rất nhiều từ IoT, vì nó đã tạo ra những khả năng chưa từng có trong việc cảm nhận, lưu trữ và phân tích dữ liệu. Các cảm biến IoT nâng cao có thể xác định trạng thái cấu trúc của cầu trong các điều kiện động và báo cáo lại cho các máy chủ đám mây trong thời gian thực. Các cảm biến này có thể bao gồm máy đo gia tốc để tính toán độ rung trong dây văng, máy đo biến dạng, máy đo gió cho tốc độ và hướng gió, cũng như cảm biến nhiệt độ và mức ánh sáng. Sau đó, các kỹ sư và nhà khoa học dữ liệu có thể phân tích dữ liệu thu thập được để biên soạn các dự báo, dự đoán sự sụp đổ và nâng cao báo động trước khi điều tồi tệ nhất xảy ra.

Những lợi ích của IoT sẽ sớm đạt được ngoài việc giám sát và báo cáo tình trạng sức khỏe cấu trúc. Những tiến bộ trong công nghệ phân tích và học máy có thể giúp đánh giá và xác định tình trạng của hàng nghìn cây cầu trên khắp đất nước ’24/24 mà không cần sự tham gia trực tiếp của các nhà khoa học con người. Sau đó, các cảnh báo có thể được gửi đến những thứ thông minh khác, bao gồm rào chắn, biển báo giao thông, biển quảng cáo thông tin và ô tô được kết nối (dự kiến sẽ trở thành phương tiện tự hành trong tương lai gần). Đổi lại, các nút thông minh này sẽ giúp cảnh báo mọi người về các sự cố sắp xảy ra và chuyển hướng giao thông sang các tuyến đường khác an toàn hơn.

Một số điều ở trên nghe có vẻ giống như khoa học viễn tưởng, nhưng chúng ta không còn bao xa để đạt được nó. Hiện tại, thiết bị IoT đã được thử nghiệm trên một số cây cầu bao gồm Cầu Monroe Michigan Telegraph Road và Cầu Carquinez California Mới. Các hệ thống này đang giúp kiểm tra tính toàn vẹn và phản ứng của các cây cầu trong điều kiện chịu tải trọng gió lớn và động đất.

IoT đang cho thấy tiềm năng của nó trong việc cải thiện an toàn và bảo mật trong các lĩnh vực khác của ngành xây dựng và đường bộ. Anh đang trong quá trình lắp đặt các cảm biến bên trong và bên cạnh các tuyến đường sắt để thông báo cho một trung tâm chỉ huy tập trung nếu họ cần bảo trì hoặc bị đe dọa bởi lở đất hoặc lũ lụt gần đó.

Có lẽ một trong những lợi thế lớn nhất của Internet of Things là tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí của các hệ thống này. Khoản đầu tư vào các cảm biến và cổng kết nối IoT được trả lại nhiều lần vì dữ liệu thu thập được có thể giúp đưa ra các quyết định tiết kiệm chi phí và sử dụng tài nguyên và hoạt động hiệu quả hơn. Đèn giao thông đang được tối ưu hóa để giảm ùn tắc, khói bụi và tiêu thụ nhiên liệu của các phương tiện. Các nhà máy điện đang sử dụng IoT để sử dụng hiệu quả hơn năng lượng được sản xuất. Những người chăn nuôi gia súc đang sử dụng IoT để giúp gia súc khỏe mạnh hơn và năng suất hơn mà không cần sử dụng thêm thức ăn.

Trong trường hợp chi phí bảo trì cầu, việc thay thế cầu I-35W Mississippi đi kèm với mức giá 234 triệu đô la. Ngày nay, với cùng một mức giá, hàng nghìn cây cầu có thể được trang bị các cảm biến IoT, giúp bảo trì kịp thời và ngăn ngừa các thảm họa tốn kém khác một cách hiệu quả.