10月10日，一项专门解决城市地下基础设施运行安全问题的国家重点研发项目在武汉启动。该项目计划引入光纤传感器，以实现对地铁区间隧道等城市地下基础设施进行综合监测、提前预警的目的。一起来看看！
该项目将在城市地下基础设施监测领域进行重点攻关，资料图
据了解，该项目名为《城市地下基础设施运行综合监测关键技术研究与示范》，由中铁第四勘察设计院集团有限公司牵头，联合华中科技大学、武汉大学等14家单位实现产学研用联合攻关与示范应用。
城市地下基础设施包括地铁隧道区间、地下综合体、地下综合管廊等。这些设施都存在发生水灾、火灾、地下结构体变形、渗漏水、开裂等灾害风险。例如，运行中的地铁突受异物撞击，地下管廊遭遇水漫金山的情况等。如何预防这些可能发生的地下灾难呢？
据铁四院设备处总工程师邱绍峰介绍，目前，国内的监测手段主要是利用传感器技术对各个领域单独监测，例如，水灾，火灾等都是分开监测，且以事后处置为主，难以实现城市安全、高效综合管理。
城市地铁隧道，资料图
比如，传统地铁安全监测方式包括全站仪、水准仪、电类点式传感器以及人工巡检等方式，人为干扰因素较大。因此，传统安全监测方法已无法有效满足地铁安全监测的需求，同时地铁工况条件复杂，急需一种稳定性好、可靠性高、实时性强、抗电磁干扰的监测方法。
邱绍峰说，该项目拟构建一个全新的城市地下基础设施综合监测体系，一旦地下基础设施出现异常，可及时预警、实时监测并提供科学决策。这就相当于给地下基础设施附上了一层灵敏的神经感知系统，没有生命的基础设施也可以有感知、传输信息，从而提供智慧的综合决策。
为此，该项目拟引入光纤传感器，以实现24小时不间断的监测，感知到人眼看不到的微小变化，提前预警。以地铁区间隧道为例，将光纤传感器布置在隧道内，隧道发生的形变、沉降等细微变化都会被监测到。另按目标计划，3年后，系列成果将在深圳、武汉、南京等大都市率先示范并应用。
延伸阅读：光纤传感器技术及应用简介
光纤传感技术是一种新型传感器技术，作为近年来势头正猛的科技新贵，光纤传感器可通过光的反射、折射和吸收效应，光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等，使光波的振幅、相位、偏振态和波长等参量直接或间接地发生变化，因而可将光纤作为敏感元件来探测各种物理量。
隧洞沉降监测应用中的光纤传感器，资料图
目前，凭借极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点，光纤传感器已被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。
在道路安全领域，把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力，例如，利用张力传感器可监测隧道易发生塌方的局部的变形情况，这些信息可与互联网相结合，实现对这些基础设施的长期稳定的实时监测，减少事故的发生。
此外，在轨道交通领域，光纤传感器也可用于收集列车的运行状态信息、高速综合检测列车、钢轨探伤、轨道状态远程监测、室内外环境综合传感等应用。