全天候實時監控預警 分布式光纖振動傳感技術破解國家安防難題

3月22日下午，在上海市科學技術獎勵大會上，上海光機所“分布式光纖振動傳感技術及其重要安防應用”項目榮獲2016年上海市技術發明獎一等獎。

上海光機所研究員、項目第三完成人葉青告訴記者，分布式光纖振動傳感技術，利用光纖中連續分布式散射效應，能夠對光纖沿線外界擾動進行分布式感知和精確定位，就像人的感知神經系統一樣可以全方位連續監測，在傳感探測距離、事件精確定位、隱蔽性、環境適應性等方面具有不可替代的優勢。

在國家核心設施，國防、軍事基地的周邊安防等地;長距離周介安防，如國境線、油氣管道、高速鐵路、機場等地;高壓輸線纜，如埋地和架空電力線的溫度和載流量監測等;大型基礎建筑，如高層建筑、橋梁、隧道、大壩的形變、應力等重大基礎設施和國家核心要害區域的安全監測中應用成效顯著。

解決安防應用難題

據了解，憑借項目研制的第一代分布式光纖振動傳感系統產品的優良特性及高穩定性，在石化領域安防領域取得突破性進展，獲得了“中石油物資供應商準入證”;在海外市場開拓方面，與行業伙伴開展解決方案合作，如華為伊拉克管線安全預警項目，打造油氣數字管道整體解決方案。

葉青舉例道，在國家電網舟山供電公司海底電纜安全監測工程上，利用電力海纜中既有通信光纜實現電纜周邊震動的準確檢測，對挖掘作業、大型船只下錨等危險操作發出準確預警及定位。“該案例填補了海底電力電纜防外力破壞檢測領域的空白。”

據介紹，項目第一完成人蔡海文領導的研究團隊，率先實現了振動的分布式定量測量，即實現了相對于從“只能聽到有無動靜”到“可以聽到什么在動、怎么動的”的飛躍，解決了實際安防應用中復雜環境下擾動信號誤報難以準確識別的難題。

該項目取得了具有自主知識產權的國際領先成果并建立了分布式光纖振動傳感技術及其安防應用的完整技術體系，產品可以實現單機雙通道80km的安全監測。“也就是說，以每一米等效一個傳感器來類比的話，就相當于一根光纖上集成了80000個傳感器。”葉青解釋。

緊密產學研合作

在產業化應用方面，上海光機所與上海波匯科技股份有限公司合作，建立了以企業為市場運營主體、研究所提供基礎研發的產研緊密結合的物聯網光纖傳感技術聯合研發中心，并簽訂了戰略合作協議和產研轉化合同，使得技術快速實現了規?；虡I應用。

據統計，產品已經成功應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設施和國家核心區域的安全監測上，近三年共取得直接經濟效益1.17億元人民幣，此外還成功進入國際市場，創收外匯300多萬美元。

葉青特別強調，近年來大力開拓分布式光纖傳感技術的鐵路安全應用。承擔了淮南線、金溫高鐵沿線光纖綜合安全監測的工程示范試驗系統的建設任務，對鐵路沿線光電纜斷線、路基激擾、異常溫升、山體滑移、塹坡落石、外部入侵等進行全天候實時監控和預警，系統在試運行期間，已經準確預警了多次安全事件，切實起到了為高鐵安全運行保駕護航的作用。該應用填補了國內空白，據國際領先地位。

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