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品牌论坛 | 2020年南山博士论坛470期邵理阳:听风! 听地! 听海!--AI驱动的DAS技术


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8月
21日,由南山区科协、南山区图书馆主办的南山博士论坛第470期在南山区图书馆二楼报告厅举行。论坛邀请南方科技大学创新创业学院常务副院长、电子系教授邵理阳作《听风! 听地! 听海!--AI驱动的DAS技术》的主题分享。

什么是DAS分布式光纤声波传感?邵理阳教授介绍这是以激光技术为核心,光纤为媒介的新型通探一体化智能感知技术该技术结合人工智能AI算法驱动,感知系统即能满足对事件的定性判断,同时能够提供量化信息,极大扩展DAS技术信号探测能力和应用领域,特别是为油气资源、轨道交通、周界安防、天然地震、海洋地球物理以及军事国防等领域提供了一种全新、有效和低成本的解决方案,应用前景巨大而迅速发展。据邵教授介绍,目前运用声学的方法,分布式光纤声传感可以达到50公里的距离,从学术来讲之后利用量子的方法还要往几百公里去做

最近深圳市发布产业规划里,智能传感产业作为一个重大战略产业,智能化系统是一个非常重要的核心技术。邵理阳教授提到光有物理层还不够,从感知、认知到决策,再通过互联网技术把信息传出去,多功能集成,跟通讯、小型化、柔性化的开发一些工作。邵理阳教授介绍,这个技术的应用领域是一核双平台四大场景,防泄密、地震、火灾全部是应急防的领域,核心就是DAS分布式传感技术,双平台就是AI和大数据,AI做了识别之后,根据数据来判定处理,达到预防的效果。

论坛上,邵理阳教授通过介绍了DAS技术在听风、听地、听海等不同领域的应用。

听风,用DAS技术可以把人的语音听出来,把能源图、频谱图合起来。用水声探测做通讯,就可以把图像、语音恢复出来。之前我们都是电子摄像头来“看”,现在用光纤来“听”, 具体的案例有风舞动时候的振动指标,雪前、雪中振动的幅度是不一样,通过震动的指标来哪块雪挂得多可以及时处理,减少事故的发生。

听地,以油气管道泄漏监测为例,DAS技术设备监测距离可以达50公里,空间分别率达到5米,用管道埋地,收集报警信号上传到云端,主机处理把声音、事件采出来。

听海,透明海洋、智慧海洋怎么才能做到,光纤就是很重要的一个方法。海缆监测第一个就是防锚害,这个技术可以用来监测,捕获锚害振动信号,提前预警,另一个是用通讯里的传感技术,测人员运动轨迹和船舶流量,包括海洋的物理信息,潮汐涌等,都在这个信号中。DAS技术是听海未来的一个趋势,还可以用这种方法测噪声,有一些噪音会影响人甚至是海洋生物,比如白海豚等保护动物,通过测噪音来达到保护自然环境的效果。

最后,邵理阳教授认为DAS技术的发展趋势和未来的发展方向,以前是科研为主,未来是把它做的更标准化和规范化,应用到与大家生活相关的地方。

观众:想问一下数字孪生是什么技术,DAS技术和数字孪生有什么关系?

邵理阳:在我看来是像元宇宙一样是一个概念,数字孪生从平面到三维,从三维到更加实时的过程,我们有一个美国回来的老师研究数字孪生,我主要的工作是给他提供传感数据,比如做智慧城区3D建模的时候,电式传感器是有限的,分布式的空间规律每隔一米都有数据,能让他建模更精确,可以7*24实时在线监测,和现在说的黑灯工厂类似。

观众光的传感信号能不能通过已有的光纤做一个探测?比如正在使用的光纤,能不能把这个信号复用到正在使用的光纤里进行探索?

邵理阳:我刚才说通探一体化,我从读研究生开始就做传感,当时我们需要做一个传感器出来加工,现在这种技术不需要对光纤进行加工,你说的完全可以实现。运营商有一些冗余的光纤,我们拿一个出来就可以做这些工作。但要看它的封装怎么样,如果声音、振动传不过来就不行,我也不敢说的太绝对,但基本上我们能验证。现在很多需求,最早埋的光纤没有数字化,不知道埋哪儿了,所以施工的时候被挖断了,油气管道也一样。数字化是近几年才做的工作,所以现在的需求是用我们的方式把它排布,把它做成军事系统,告诉它哪里埋了光纤。我们做实际项目的时候,有些已经沿着管道预埋了光纤,施工的时候工人是不按标准来的,有些严格规定45公分,有的可能几米远,深燃气现在也是跟我们提到这个问题,要给他们做排布。