版主信息与通信 2024-03-11

智地感知：给大地做“B超”

作为通信传感的重要载体，光纤光缆被视为数字经济信息底座的基础之一。随着城市基础设施、公共服务、应急监测等需求推动市场增长，为了提升监测灵敏度、保障安全性，并能更好地适应更为复杂的场景，分布式光纤传感正在迅速发展。

分布式光纤声波/振动传感技术，是近年间刚刚发展起来的一种新型振动监测技术，可实现单根光纤对沿线的声波/振动进行长距离、宽频带、高精度感应（感应、传输一体）。

位于“科大硅谷”的智地感知（合肥）科技有限公司（以下简称“智地感知”）就致力于高端分布式光纤传感设备及地球物理应用的研发、生产、销售与服务的“创新者”。本期，我们对话智地感知总经理张强，围绕光纤传感如何助推新质生产力发展展开交流。

问：智地感知在发力新质生产力上有哪些重要突破？

答：智地感知基于独创或领先的专用激光光源系统、微弱信号高灵敏探测系统、高保真解调技术及海量数据采集和高速处理技术，公司已经研制成具有完全自主知识产权的分布式光纤声波/振动传感设备ZD-DAS™和ZD-DTS™，ZD-DAS™具有标距1至10米灵活调节，支持海量数据实时存储和传输等特点，并实现了频率监测范围10毫赫兹至50千赫兹的频率范围内高保真还原外界振动信号，尤其是在低频段（0.01 Hz - 100 Hz）具备业界优异的灵敏度。

问：这些突破对于场景应用有哪些帮助？

答：比之传统传感技术，分布式光纤传感技术监测距离长、测点密度高，一次光纤布设即可实现连续的数据采集和监测，且传感光纤敷设于灾害危险区域后无需进行维护，能有效保障人身安全，因此在地震监测、能源开发、矿山安全生产、城市地下空间探测等领域拥有广阔的应用前景。

智地感知还将分布式光纤传感技术应用于地下空间探测领域，已经发展了领先的地球物理解释方法—背景噪声成像技术，可以将大地中杂乱无章的噪声记录变为可用信号，实现对地下空间的无源成像。城市中本身就存在着大量背景噪声，也同样密布大量的通讯光缆，团队通过利用既有的城市通讯光缆，收集城市地下背景噪音，并结合背景噪声成像技术，就像是给大地“做B超”，最终可实现对城市地下结构的三维精细刻画打造出城市地下地图。

问：对你们来说，“科大硅谷”的感召体现在哪些方面？

答：这里是科创人员的“家”！“科大硅谷”良好的办公环境、专业的科创服务和这里众多科技型企业的浓厚科创氛围，给予我们团队很多帮助和激励。更重要的是，依托平台的创新资源与政策效应，我们一方面在原有光纤传感技术上进行纵向研发深耕，另一方面在光纤传感领域下游进行横向应用拓展，真正实现了科研成果走出实验室。

问：“科大硅谷”为你们提供了哪些支持？

答：公司刚开始运行时压力很大，缺乏公司管理经验，没有找到实际应用场景，在这些方面“科大硅谷”给了我们很大支持。组织了很多专业的创业培训，通过这些培训我们在管理运营方面增长了很多。在场景应用方面，在“科大硅谷”帮助下对接了合肥轨道交通，把我们技术应用到了实际场景当中，此外还获得了“科大硅谷”专项政策在资金上的支持。

问：谈一谈下一步的发展规划。

答：未来，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，智地感知有望为更多领域的研究和应用提供有力支持，在地震监测领域，公司在合肥地震台布设相关设备，已成功监测到安徽、台湾、菲律宾等区域地震，虽然公司设备和技术还不能做到对地震的提前监测预警，但后续将考虑在中国地震局指导下布局该领域的研究，希望能够为今后地震监测和预警技术支撑做出贡献。公司也将持续拓展在智慧城市、智能交通、环境保护等领域的应用范围。

智地感知是中国科学技术大学首批赋权改革试点成立的高科技企业，核心团队成员均来自中国科学技术大学。公司致力于成为国内领先的软硬一体化近地表地球物理服务商。公司联合创始人陈旸教授、王宝善教授、张强博士来自中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心及地球和空间科学学院。联合创始人曾承担多项基金委重大仪器研制专项和科技部重点研发计划等重大科技项目。公司首席科学顾问为中国科学院院士、发展中国家科学院院士、中国地球物理学会原理事长陈颙院士。

近日，浙江大学海洋学院的林建民、方孙珂等学者在国际学术期刊《Nature Communications》上发表了题为“Monitoring ocean currents during the Passage of Typhoon Muifa using optical-fiber distributed acoustic sensing”的研究成果。该研究利用“科大硅谷”入驻企业智地感知提供的高性能分布式声学传感设备（DAS），成功观测了台风“梅花”过境期间的海底低频振动信号，揭示了台风过境期间近场低频背景噪声的时空演变特征及其与台风风速、波浪、潮位变化之间的关系。