中科院上海光機(jī)所“分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)”填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

　　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(jī)所的“分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)”，可以像人的“神經(jīng)系統(tǒng)”一樣，對(duì)高鐵沿線光纖的外界擾動(dòng)進(jìn)行精確感知和精準(zhǔn)定位，從只能聽(tīng)到“有無(wú)動(dòng)靜”，到聽(tīng)清楚“什么在動(dòng)”“怎么動(dòng)”。這一系統(tǒng)在試運(yùn)行期間，已準(zhǔn)確預(yù)警了多次安全事件，為高鐵安全運(yùn)行保駕護(hù)航，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，在國(guó)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(jìn)行全方位連續(xù)監(jiān)測(cè)的缺陷，在重大基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)家核心要害區(qū)域的安全監(jiān)測(cè)中具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值，日前獲得2016年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

　　相當(dāng)于一根光纖

　　集成8萬(wàn)個(gè)傳感器

　　光纖振動(dòng)傳感，究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?記者在上海光機(jī)所實(shí)驗(yàn)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(shí)，連接著的一臺(tái)分布式光纖探測(cè)定位儀立即接收到信號(hào)，拍得越重，信號(hào)的起伏就越明顯。

　　上海光機(jī)所研究員葉青告訴記者，分布式光纖振動(dòng)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(cè)量到光纖任意位置的參量在時(shí)間和空間的信息分布，比如有人正在砸墻這一信息，就無(wú)需等到墻被砸出了洞才得知。他們希望未來(lái)可以把光纖附近的人們說(shuō)話的內(nèi)容也還原出來(lái)，目前已在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)。

　　當(dāng)一輛高鐵列車(chē)即將進(jìn)入道口，這一技術(shù)也可以做到預(yù)警，提醒車(chē)站做好準(zhǔn)備。在科研人員錄下的一次道口實(shí)時(shí)監(jiān)控中，可以清楚看到列車(chē)的運(yùn)行速度和距離道口的長(zhǎng)度，當(dāng)只剩最后2公里時(shí)，則顯示為紅色，以示提醒。

　　由上海光機(jī)所蔡海文研究員領(lǐng)導(dǎo)的這支團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近10年不懈努力，取得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際領(lǐng)先成果，解決了實(shí)際安防應(yīng)用中擾動(dòng)信號(hào)誤報(bào)難以準(zhǔn)確識(shí)別的難題。其產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)雙通道80公里的安全監(jiān)測(cè)，如果每1米等效1個(gè)傳感器，相當(dāng)于一根光纖集成了8萬(wàn)個(gè)傳感器。

　　應(yīng)用于重大基礎(chǔ)及核心區(qū)域監(jiān)測(cè)

　　去年11月，由于臺(tái)風(fēng)，金溫高鐵沿線發(fā)生了山體滑坡，光纖探測(cè)儀第一時(shí)間發(fā)出了緊急報(bào)警。當(dāng)應(yīng)急維修人員當(dāng)日24時(shí)趕到那里，發(fā)現(xiàn)掉落的石頭正好被一個(gè)網(wǎng)兜住了，再晚來(lái)一步可能就會(huì)有險(xiǎn)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(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全預(yù)警，并填補(bǔ)了海底電力電纜防外力破壞監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的空白，2013年以來(lái)避免各類(lèi)經(jīng)濟(jì)損失1000萬(wàn)元以上。通過(guò)不同的模型識(shí)別，這一技術(shù)一般在1秒之內(nèi)就可以實(shí)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(tuán)隊(duì)和上海波匯科技股份有限公司展開(kāi)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(shí)施項(xiàng)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(zhǎng)距離油氣管線、電力電纜及海底電纜等多項(xiàng)重大基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)家核心區(qū)域的安全監(jiān)測(cè)上，近3年共取得直接經(jīng)濟(jì)效益1.17億元人民幣，還成功進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，創(chuàng)收外匯300多萬(wàn)美元。