ICCSZ訊 乘坐高鐵,如果途中發(fā)生山體滑坡怎么辦?別擔(dān)心,中科院上海光機所的“分布式光纖振動傳感技術(shù)”,可以像人的“神經(jīng)系統(tǒng)”一樣,對高鐵沿線光纖的外界擾動進行精確感知和精準(zhǔn)定位,從只能聽到“有無動靜”,到聽清楚“什么在動”“怎么動”。這一系統(tǒng)在試運行期間,已準(zhǔn)確預(yù)警了多次安全事件,為高鐵安全運行保駕護航,填補了國內(nèi)空白,在國際上也居領(lǐng)先地位。
這一技術(shù)克服了常規(guī)傳感技術(shù)難以進行全方位連續(xù)監(jiān)測的缺陷,在重大基礎(chǔ)設(shè)施和國家核心要害區(qū)域的安全監(jiān)測中具有非常重要的應(yīng)用價值,日前獲得2016年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。
相當(dāng)于一根光纖
集成8萬個傳感器
光纖振動傳感,究竟是怎么實現(xiàn)的呢?記者在上海光機所實驗室里看到,當(dāng)科研人員用手拍打光纖或拍掌發(fā)出聲音時,連接著的一臺分布式光纖探測定位儀立即接收到信號,拍得越重,信號的起伏就越明顯。
上海光機所研究員葉青告訴記者,分布式光纖振動傳感技術(shù)的安裝并不復(fù)雜,只需占用鋪設(shè)在地下的一根光纜。這一技術(shù)可以測量到光纖任意位置的參量在時間和空間的信息分布,比如有人正在砸墻這一信息,就無需等到墻被砸出了洞才得知。他們希望未來可以把光纖附近的人們說話的內(nèi)容也還原出來,目前已在實驗室中實現(xiàn)。
當(dāng)一輛高鐵列車即將進入道口,這一技術(shù)也可以做到預(yù)警,提醒車站做好準(zhǔn)備。在科研人員錄下的一次道口實時監(jiān)控中,可以清楚看到列車的運行速度和距離道口的長度,當(dāng)只剩最后2公里時,則顯示為紅色,以示提醒。
由上海光機所蔡海文研究員領(lǐng)導(dǎo)的這支團隊經(jīng)過近10年不懈努力,取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際領(lǐng)先成果,解決了實際安防應(yīng)用中擾動信號誤報難以準(zhǔn)確識別的難題。其產(chǎn)品可以實現(xiàn)單機雙通道80公里的安全監(jiān)測,如果每1米等效1個傳感器,相當(dāng)于一根光纖集成了8萬個傳感器。
應(yīng)用于重大基礎(chǔ)及核心區(qū)域監(jiān)測
去年11月,由于臺風(fēng),金溫高鐵沿線發(fā)生了山體滑坡,光纖探測儀第一時間發(fā)出了緊急報警。當(dāng)應(yīng)急維修人員當(dāng)日24時趕到那里,發(fā)現(xiàn)掉落的石頭正好被一個網(wǎng)兜住了,再晚來一步可能就會有險情。
蔡海文介紹,這一技術(shù)應(yīng)用廣泛,除了鐵路,橋梁、油氣管線和海底都可以通過連續(xù)監(jiān)測進行實時安全預(yù)警,并填補了海底電力電纜防外力破壞監(jiān)測領(lǐng)域的空白,2013年以來避免各類經(jīng)濟損失1000萬元以上。通過不同的模型識別,這一技術(shù)一般在1秒之內(nèi)就可以實現(xiàn)預(yù)警,如果是溫度發(fā)生變化,則在2分鐘以內(nèi)響應(yīng)。
在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面,科研團隊和上海波匯科技股份有限公司展開了緊密的合作,共同成立了物聯(lián)網(wǎng)光纖傳感技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心,并簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議和產(chǎn)研轉(zhuǎn)化合同,共同實施項目技術(shù)的產(chǎn)品化。
當(dāng)前,產(chǎn)品已成功應(yīng)用到包括長距離油氣管線、電力電纜及海底電纜等多項重大基礎(chǔ)設(shè)施和國家核心區(qū)域的安全監(jiān)測上,近3年共取得直接經(jīng)濟效益1.17億元人民幣,還成功進入國際市場,創(chuàng)收外匯300多萬美元。