本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
美国的基础设施正在老化和受损，这已不是秘密。最新的美国土木工程师学会（ASCE）2017年“基础设施成绩单”衡量了16个类别，总体评级为D+。
许多美国基础设施系统目前已投入使用数十年，最近的研究表明，延误和不断上升的维护成本正在阻碍经济表现。事实上，改善美国基础设施的成本自2001年以来已增长超过250%，达到4.59万亿美元。
ASCE在2016年的一项经济研究（“未能行动：弥合美国经济未来基础设施投资缺口”）中发现，未能弥合这一差距将带来严重的经济后果，包括到2025年国内生产总值损失3.9万亿美元，商业销售额损失7万亿美元，以及美国就业岗位损失2.5万亿美元。另一方面，其他发达国家似乎正在享受更高效、更可靠的服务。
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然而，更重要的是，工程师们正在提出安全隐患，警告说许多桥梁的结构不健全，过时的饮用水和废水系统对公众健康构成风险。
这真是令人遗憾，因为凭借目前可用的传感器技术，我们应该能够比以往任何时候都更有效地“微观管理”我们老化的基础设施系统。大数据和相关技术可以为未来采用人工智能和机器人技术奠定基础，从而创建一个零故障、高度弹性和可持续的基础设施系统。智能基础设施系统可以在美国在我们的有生之年成为现实——只要我们使用正确的人员、流程和技术。
例如，在基础设施系统中利用传感器将包括无线传感器网络（WSN）作为“物联网”的组成部分，并将围绕自主节点的能力进行设计。网络中的每个节点将集成特定的传感能力，包括通信、数据处理，当然还有电源。来自这些节点的数据在被获取、集成和管理以获得洞察力以及规范和预测分析时，将使基础设施系统管理能力达到非常高的标准。
当传感器应用于各种基础设施类别（截至2017年为16个）并得到充分管理时，就为“微观管理”单个元素创造了机会，包括实际的螺母和螺栓。我们可以跟踪其不断下降的抗拉强度以及维护周期，从而更轻松、更快速地在正确的时间将正确的信息传递给正确的人——所有这些都同时降低了工程人员的工作量。
自然地，这将产生海量数据。过去，组织大量工程数据在经济上是不可能的，但今天，当与传统工程实践相结合时，大数据可以提高工程过程系统的效率和效力，而不会造成不可持续的昂贵成本。
当“以人为中心”的数据得到良好管理时，它很可能创造数十亿美元的财务估值，正如财富500强榜单中最有价值的科技公司所证明的那样。事实上，那些最擅长管理数据的公司最终成为了地球上最有价值的公司。基础设施机构没有理由不遵循这条依赖数据的道路，以提高其财务估值，同时提供更安全、高效和有效的基础设施服务。
起点是理解健全的流程是不可替代的，并且技术进步本身不一定是唯一的解决方案。无论这项技术的前景如何，相关人员都必须参与进来，以培养及时有效地根据这些数据采取行动的能力。最终，这将产生一切不同。
幸运的是，传感器技术的进步以及可用的大数据技术和解决方案可以提供一个机会，通过微观管理从螺母和螺栓到桁架和桥梁的每个相关组件，积极弥合数万亿美元的财政缺口，以改善基础设施。
我们的世界是人员、流程和技术的协调。美国的基础设施系统也不例外。幸运的是，数据将它们之间的点连接起来。