國家科技部專家：傳感器在智慧城市中用處太大，要大力推廣?。ǜ窖葜v實錄）

11 月 10 日，世界互聯(lián)網(wǎng)大會烏鎮(zhèn)峰會元宇宙主題咖薈活動在烏鎮(zhèn)舉行。本次活動以 " 元啟 · 未來城市 " 為主題，聚焦城市元宇宙應用，探討元宇宙產(chǎn)城落地新范式，推廣元宇宙創(chuàng)新應用成果。

本次活動由烏鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府、中交投資有限公司主辦，中民協(xié)元宇宙工委、桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)智享數(shù)字科技有限公司承辦，建學建筑與工程設計所、中交一公局第九工程有限公司、中交機電局、歐聯(lián)節(jié)能、綠城科技、阿里云、元境宇宙、清華大學元宇宙文化實驗室、同濟大學智慧三維實驗室、旅瞳科技和未來學中心協(xié)辦。

世界生產(chǎn)力科學院院士、國家科技部、國家發(fā)改委、國家工信部、中國知識產(chǎn)權保護中心專家?guī)鞂＜覅菛|方作了題為《數(shù)字經(jīng)濟與智慧城市新技術》的演講。

專家檔案

▲吳東方，博士，研究員級高級工程師，長期致力于分布式智聯(lián)網(wǎng)技術的研制及產(chǎn)業(yè)化，廣泛應用在數(shù)字經(jīng)濟、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等重要技術領域及場所。目前擔任國家科技部、國家發(fā)改委、國家工信部、中國知識產(chǎn)權保護中心專家?guī)鞂＜?，山東省科技廳、江蘇省科技廳、上海市科委、浙江省科技廳、河北省科技廳、廣東省科技廳、深圳市科創(chuàng)委專家?guī)鞂＜?，中?a target="_blank">儀器儀表行業(yè)協(xié)會、中國電子學會、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會專家?guī)鞂＜摇?/p>

吳東方指出，元宇宙技術非常熱門，涉及到的方面非常多。從分布式傳感器領域來看，現(xiàn)在城市元宇宙是基于視覺的傳感器，在元宇宙中，視頻和攝像頭的傳感器發(fā)揮非常重要的作用。

" 我們剛才看到一位專家像詩一樣的畫卷，都是基于視覺傳感器，我們把聲音振動溫度融入到元宇宙的場景里面去，是一個立體感的場景。"

吳東方表示，用分布式傳感器監(jiān)控起來，會讓元宇宙的畫卷更加宏偉，更加遼闊，可以覆蓋到很多細節(jié)。

"在國家非常重視智慧城市和城市公共安全方面，這是我們現(xiàn)有技術常見傳感器的集合，攝像頭，門禁，指紋，聲紋識別，包括現(xiàn)有的常見的通訊手段和傳感器，構成現(xiàn)在元宇宙一個重要的基石。在此基礎上，我們把分布式傳感器融入到里面去，作為一個子系統(tǒng)，現(xiàn)在這一系統(tǒng)是空白領域。"

此外，吳東方還從光纖感知、智能識別、軌道交通等層面講述了傳感器技術的應用。他認為，人工智能的方法很多，例如光纖感知、智能識別等，針對不同應用場景和場合，產(chǎn)品方法也不一樣。更復雜的場景需要采用更多的視覺傳感器，這是必不可少的，以此構建領域中的重要創(chuàng)新。

" 把分布式的傳感器加載電力電纜，可以長時間進行監(jiān)測作用，采用低成本的光纖網(wǎng)絡可以有效進行實時監(jiān)測并且達到秒級，對我們國家的鐵路安全非常重要。"

吳東方特別指出，目前在橋梁、隧道、大壩科技層面還存在大量的監(jiān)測死角，如果我們把這些空白領域用分布式傳感器監(jiān)控起來，元宇宙的傳感器也會更加豐富，也會提升安防級別，為自然電網(wǎng)，鐵路和隧道等國家設施上面作出很大的貢獻。

" 目前技術沒有普及，只是一個展望，希望在未來得到更大的推廣。" 吳東方稱。

以下附演講實錄。

智慧城市與感知先行研討會將于2022年11月12日（周六）上午在深圳光明云谷國際會議中心多功能2-3廳舉行。屆時傳感器專家網(wǎng)將發(fā)表相關主題演講，歡迎蒞臨參加。

以下為吳東方的演講實錄：

尊敬的各位來賓，大家好，我今天講的題目是數(shù)字經(jīng)濟與智慧城市的新技術，因為元宇宙技術非常熱門，涉及到的方面非常多，我從自己從事的領域，分布式傳感器領域跟大家進行分享。

因為元宇宙很多范疇，很多傳感器集中在局域性的領域，我們的傳感是大型城市，大型場所，特別是長距離的監(jiān)控，現(xiàn)在城市的元宇宙是基于視覺的傳感器，就是視頻和攝像頭的傳感器，發(fā)揮非常重要的作用，我們剛才看到一位專家像詩一樣的畫卷都是基于視覺傳感器，我們把聲音振動溫度融入到元宇宙的場景里面去，是一個立體感的場景。

其實在智慧城市和城市公共安全方面國家非常重視，這是我們現(xiàn)有技術常見傳感器的集合，攝像頭，門禁，指紋，聲紋識別，包括現(xiàn)有的常見的通訊手段和傳感器，構成我們現(xiàn)在元宇宙一個重要的基石。

在這個基礎上，我們把我們的分布式傳感器融入到里面去，作為一個子系統(tǒng)，現(xiàn)在這個系統(tǒng)是空白的領域，我剛才放上去的圖包括所有的，我們現(xiàn)在填補這個空白，比如說城市里面的水下橋梁建筑現(xiàn)在很多的空白，有檢測，但不是實時的，或者說實時成本很高，不普及，我們用分布式傳感器監(jiān)控起來，使得元宇宙的畫卷更加宏偉，更加遼闊，可以覆蓋到很多細節(jié)。

我們采用光線來進行監(jiān)測，光線是通訊介質(zhì)，通訊里面是最快的介質(zhì)，包括 5G 和 6G 通過光纖來參數(shù)，現(xiàn)在用星鏈和衛(wèi)星來傳輸，以后現(xiàn)在沒有，現(xiàn)在光纖通過 20 年的發(fā)展相關技術比較成熟，包括軟硬件，基于這樣的現(xiàn)實，我們把光纖網(wǎng)絡開發(fā)成一個傳感器，多專家也是有所了解的，就是光纖傳感技術。

那么在上世紀七八十年代，美國和蘇聯(lián)為了冷戰(zhàn)時期，這水下的各種反潛手段就大量的使用了光纖來進行一個傳感器進行監(jiān)聽，作為一個聲納，不包含金屬，可以長時間，長距離在野外惡劣的環(huán)境下進行運用，所以在軍工領域應用比較廣泛，現(xiàn)在光纖民用化，現(xiàn)在光纖成本大幅度下降，從 20 年前的 1 米光纜 /100 多元到現(xiàn)在的幾塊錢，使得大面積長距離的監(jiān)控現(xiàn)有的元宇宙?zhèn)鞲衅魉O(jiān)測不到的領域大規(guī)模的推廣成為可能。

光纖本身就是傳感器，不是說光纖搭載一個探頭，一個房間紅外、攝像頭等等，監(jiān)測更大的領域需要集成更多的傳感器探頭，光纖就是一個傳感器，既然可以傳輸各種視頻信號，本身作為傳感器，它通過光纖中的光信號的調(diào)制，來感受外界的像震動聲音，溫度，氣體濃度刺激濃度。光纖上每一個都是傳感器，它并不需要搭載額外的探頭，而且它是無緣的，這是它的優(yōu)勢。

像上世紀七八十年代民族人的那么現(xiàn)在像德國、美國、英國，像我們亞洲的日本、韓國甚至臺灣也有這個技術?，F(xiàn)在不是說這個技術有沒有的問題而是誰得更好，關鍵指標是監(jiān)控范圍可以監(jiān)測多遠，一臺主機目前來看可以監(jiān)測到 100 公里以上都是國際先進的技術，因為跟光纖通訊不一樣，光纖通訊跨洋通訊接放大器，上萬公里都不是完成，但是光纖傳感達到 100 公里以上目前來講算是國際先進水平。在加拿大美國實驗室發(fā)表很多論文可以做到 150 公里甚至 200 公里以上，但是實際工程上面沒有見到應用。

還有定位精度，因為是多倉量的監(jiān)測，涉及到溫度、壓力、振動，就說在我這 100 多公里的一個傳感器上發(fā)生的問題，我能不能精確定位，還有能夠精確定位的話是什么類型什么事件，這都是要經(jīng)過精確的一個判斷結構比較簡單，室外主要是光無源器件組成，室內(nèi)就是一些硬件組成，是一個軟硬件結合監(jiān)測，監(jiān)測的范圍很廣，大型的游戲管線，邊防，國防，我們把所有的聲音收入進來，另一方面把噪音等常規(guī)信號過濾掉，這涉及到人工智能的一些方法。人工智能的方法這方面的探討很多，有神經(jīng)網(wǎng)絡，深度學習都有，針對不同的應用場景和場合采用的人工智能方法不一樣。

在這些常規(guī)的環(huán)境城市噪音里面我們可以用 SVM 可以顧慮掉，當然在更加復雜的場景需要采用更多的手段，跟傳統(tǒng)現(xiàn)有的一些監(jiān)控手段比如說攝像頭，攝像頭是視覺傳感器，這是必不可少的，構建我們元宇宙整個畫卷一個重要的傳感器。但是有一個缺陷不是實時的，而且即便是實時也是事后發(fā)生的事情來復核一下，很多參數(shù)不能實時采集到，市內(nèi)有智能的探頭可以感知溫度或者是異常事件。

但是跟我們所說的應用場景不太一樣。因為我們剛才所說，我們這個技術是應用在長距離大面積的廣域的場所和設施，是互相補充的關系，什么是廣域的場所是長周期管線，三桶油，鐵路，包括城市軌道交通，包括山區(qū)的輔助線，高鐵和邊境線智能電網(wǎng)領域是傳統(tǒng)的傳感器無法覆蓋到或者只是在某些區(qū)域很快的一片覆蓋到，這是遠遠不夠的，對于我們構建整個元宇宙的藍圖不夠，所以加入傳感器可以使我們的畫卷更加相信，更加宏偉?？梢员O(jiān)測所有關鍵大型的建筑設施的溫度，壓力，振動，異常信息等，可以在實時在檢控終端顯示。像城市的周邊安全，紅外監(jiān)測手段的誤報率比較高，加入我們這個系統(tǒng)的技術可以使信息參數(shù)更詳細，安防級別更高。

還有國防邊境線，現(xiàn)在越境主要是靠人防，無人機代替人防，但是無人機嚴格意義上面不是實時，我所謂的實時就是秒級可以感知到，無人機一天巡一次或者是半天巡一次加載這個安全性更高，水下海洋的環(huán)境傳統(tǒng)的傳感器受到一些限制，比如說水下攝像頭看得不是很遠，包括水下雷達，加載光纖不受距離和天氣的影響，此外，在城市智慧里面底下管廊是一個重要的設施，一個是自身的安全，管廊里面有各種管線集中在一起，這樣可以提高效率，但是管線因為內(nèi)部或者是內(nèi)部各種事件作為火災甚至是破壞性事件，加入這個系統(tǒng)以后，實時監(jiān)測，安防級數(shù)大大提高。

比如說城市的排澇，鄭州發(fā)生的水災非常遺憾，采用傳統(tǒng)的電子元器件的傳感器 3-5 年進行整改或者更換，另一方面要供電，信號要傳出去，本身取電是一個問題，往往在發(fā)生大的洪水無法及時監(jiān)測，因為這些設備沒有得到及時維護，光纖本身就是一根玻璃，不受氣候和濕度的影響，所以可以使用 15 年甚至 20 年以上，比傳統(tǒng)的傳感器多了幾倍的使用壽命，光纖通信有 20 年的發(fā)展，現(xiàn)在沒有見到光纖 20 年前的不能使用，說明實際壽命不止 20 年。

這是電纜，電纜接頭不是很均勻，造成短路，短路以后溫度上升導致燃燒，金屬也會燃燒，往往造成巨大的損失。我們把分布式的傳感器加載電力電纜上面可以長時間進行監(jiān)測作用，長距離的軌道交通，山區(qū)的泥石流和落石平時沒有，一旦發(fā)生造成惡劣的影響。因為我們國家的鐵路線路很長，可能在這些城市軌道交通有一些監(jiān)測，但是山區(qū)里面是沒有的，完全沒有。

采用低成本的光纖網(wǎng)絡可以有效進行實時監(jiān)測并且達到秒級，對我們國家的鐵路安全非常重要，在橋梁、隧道、大壩存在大量的監(jiān)測死角，如果我們把這些空白領域用分布式傳感器監(jiān)控起來，使得我們元宇宙的傳感器更加豐富，安防級別更高，自然電網(wǎng)，鐵路和隧道等國家設施上面作出很大的貢獻，目前這個技術沒有普及，我們只是一個展望，希望在未來得到更大的推廣。這是我們團隊做的成就。

謝謝大家！

審核編輯黃昊宇