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为什么说光纤传感器的普及是新基建必然趋势
发布时间:2020-06-29 00:02浏览次数:

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为什么说光纤传感器的普及是新基建必然的趋势?

新基建并仅仅是我们平时看到的信息透明化,其本质是通过数据和计算更加高效地连接供需双方,实现更精准的匹配,使有限的存量资源能发挥更大的效率。人居环境营造与改善的基本技术体系,也将从工程设计转移到基于数据和算法的资源匹配,以及对更丰富的空间场景的综合运营。

近年来,政府也在大力主导建设5G网络和数据中心,互联网和信息技术公司强势进入城市智能化改造领域,并纷纷提出把用来存储和处理城市数据的“云”和“城市大脑”作为城市新的基础设施的观点。

这些并没有错,但新基建更大的问题是,只有用来计算和传输数据的大脑、神经,而缺少用来控制和感知的肢体、感官,也无法建立真正的智能。

所以说,新基建对传统基础设施进行智能化改造,创造更多符合智慧城市现代化治理需求,那么用来采集数据、感知城市问题的基础设施,成为新基建的关键所在,也是建立智慧城市数据底座的前提。

城市基础设施,最广泛最大量的是各种城市管网系统。投资和维护成本巨大,全国每年有数万亿市场规模,且关系城市的安全高效运行,但大都处于极其低效的人工管理阶段。因深埋地下,往往被人忽略,造成了城市建设领域“重地上轻地下”的顽疾。

以供排水网络为代表的物质流管网技术水平为例,中国包括大城市在内,还停留在中世纪。既有管线位置和拓扑结构难以探测和维护;管网损耗和泄漏、污染、爆炸、灾损等风险巨大,维护成本高,第一代城市管网需要大规模改造;地下环境导致管内状态数据难以监测和传输,目前基本是借用工业仪表的思路和产品感知干管节点压力、流量、流速、水质、破损、堵塞等;数据有线传输为主,成本巨大,数据的质量、密度、频度,都难以达到自动控制的需要。

这些也导致近年来大城市重大基础设施事故频发,对市民生命财产安全造成极大威胁。价格昂贵的基础设施综合管廊,能解决一部分问题,但除个别工程条件良好且有特殊需求的路段外,要全面普及还不大可能。

新基建的兴起,低功耗物联网,分布式光纤传感器的迅速发展,使我们有可能以极低的成本,广泛部署分布式传感器,实现新的基础设施运营逻辑。

在通过维护完整的管线拓扑结构的前提下,以大量无线小型分布式传感器和边缘计算节点将整个基础设施网络变成一套新基础设施。加上实时无线远传的末端计量仪表,配合新型管内巡线工具,理论上,可以实现一个全息的数字系统。

基于人工智能建模的全网动态平衡调度算法,传感器可以检测和感知各种管道损伤和内部异常,可以精准定位和及时干预。这些数据,不但有助于管网本身的精确控制,也描述了整个城市的实时运行状态。

某大型企业的智能热力管道研发选择了在地埋管道中缠绕分布式光纤传感器,并引入无线供电和传输等技术,通过对传统地下管道的低成本适度改造,实现了整个地下管网全面覆盖的温、压、流和泄漏等故障以及水质的感知,可大大降低管网风险,并节约大量城市能源。

这种方式相当于在地下再造一个通讯网和传感网,大大扩展了人们对城市基础设施的把控能力。当然,类似产品的普及和替换现有设施,需要漫长的过程和强力的政企协同。但类似思路适用于整个城市建成环境和基础设施体系的全面物联化改造,是未来的必然趋势。

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