2016年8月29日

地下管道檢查車輛利用美國路易斯安那理工大學(xué)開發(fā)的超寬波段脈沖雷達(dá)技術(shù)（UWB）進(jìn)行破裂程度監(jiān)測(cè)、腐蝕量化以及確定周圍土壤中空空隙存在情況。

圖片提供：路易斯安那理工大學(xué)

更大圖片，請(qǐng)見：http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/122593.php

　　美國路易斯安那理工大學(xué)（LTU）開發(fā)的一種創(chuàng)新型地下雷達(dá)技術(shù)助力美國路易斯安那州南部斯萊德爾市對(duì)卡特里娜颶風(fēng)之后很長時(shí)間以來未發(fā)現(xiàn)的地下基礎(chǔ)設(shè)施損毀程度進(jìn)行鑒定和建檔。

　　此雷達(dá)技術(shù)是一種基于超寬波段脈沖雷達(dá)技術(shù)（UWB）的管道穿透掃描系統(tǒng)。UWB可以對(duì)深埋地下的管道、隧道和涵洞的破裂程度、腐蝕量，以及周圍土壤中存在空洞情況進(jìn)行檢查，因?yàn)檫@些問題是漏水和洪水造成的。

　　路易斯安那理工大學(xué)非開挖技術(shù)中心開發(fā)的此項(xiàng)技術(shù)結(jié)合先進(jìn)模擬、電子學(xué)、機(jī)器人、信號(hào)處理以及三維演示技術(shù)建立程序包，并安裝在現(xiàn)有管道檢測(cè)機(jī)器人上。

　　路易斯安那理工大學(xué)土木工程與建筑工程系副教授Arun Jaganathan博士著手開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，作為其博士論文研究的基礎(chǔ)。與該校Neven Simicevic博士等研究人員合作，Jaganathan的研究目標(biāo)是最終形成一個(gè)為市政工程師進(jìn)行常規(guī)管道條件評(píng)估的工具。

　　Jaganathan指出，他們的UWB技術(shù)是基于認(rèn)識(shí)到非開挖行業(yè)對(duì)一個(gè)先進(jìn)管道檢查工具的需求，此工具可以量化類似排污管道和暴雨排水管道等市政深埋管道結(jié)構(gòu)的完整性，可以穿過管道壁進(jìn)行監(jiān)測(cè)。雷達(dá)系統(tǒng)從排污管道內(nèi)部發(fā)射出超短電磁脈沖，捕捉來自管道的“背散射”信號(hào)，確定管壁后隱藏的各層情況，無法通過類似相機(jī)的可視化工具看到這一現(xiàn)象。該雷達(dá)集成到可以進(jìn)行管道爬行的機(jī)器人身上，對(duì)返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞。

　　路易斯安那州斯萊德爾市F區(qū)議員、路易斯安那理工大學(xué)校友Jay Newcomb了解到該技術(shù)以及通過他和母校建立合作的可能性。

　　Newcomb指出，在參與市議員競(jìng)選活動(dòng)期間，他和許多人都支持在該市需要一個(gè)小型、高科技以及清潔產(chǎn)業(yè)。他早已經(jīng)了解到母校與在校內(nèi)產(chǎn)業(yè)孵化器的合作，即使大學(xué)還沒有附屬的孵化器，他們于2010年9月去理工大學(xué)進(jìn)行調(diào)研，并讓有興趣的公司了解需求。當(dāng)時(shí)，雖然路易斯安那理工大學(xué)雷達(dá)技術(shù)仍處于開發(fā)階段，但是研究團(tuán)隊(duì)聲稱，如果在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中證明新方法是有用的，那么斯萊德爾市將可用作為野外實(shí)地研究測(cè)試站點(diǎn)。

　　成功測(cè)試和開發(fā)此技術(shù)后，2013年夏，Jaganathan和其他研究人員前往斯萊德爾市確定最有利于進(jìn)行UWB測(cè)試的地點(diǎn)，以及對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施情況進(jìn)行測(cè)試和調(diào)查。正如初期研究中所預(yù)期的一樣，受損的基礎(chǔ)設(shè)施能夠被UWB發(fā)現(xiàn)，最重要的是，這個(gè)問題可以查清了。

　　Newcomb還提到，關(guān)注困擾地下設(shè)施問題的深度與廣度的同時(shí)，他們了解到周邊社區(qū)也出現(xiàn)過同樣問題，在結(jié)束2010年Ruston調(diào)研之行后，他相信UWB可以提供損毀范圍量數(shù)據(jù)的調(diào)研結(jié)果。

　　基于Jaganathan、Simicevic和其學(xué)校研究團(tuán)隊(duì)的工作成果，以及與其他工程公司進(jìn)行磋商后，斯萊德爾市成功獲得來自聯(lián)邦應(yīng)急管理局7500萬美元資金支持，著手地下設(shè)施修復(fù)工程的工作。

　　Newcomb明確，2017年斯萊德爾市的財(cái)政預(yù)算僅為不到4300萬美元。感謝從路易斯安那理工大學(xué)研究工作開始的許多人的努力，他們幾乎已將兩筆整體預(yù)算用于街道、排水和排污工程。。

　　Jaganathan表示，該技術(shù)的特點(diǎn)是能夠?yàn)楣こ處熢敿?xì)檢查某個(gè)特定地點(diǎn)形成高分辨率影像。不同于其他雷達(dá)，他們的系統(tǒng)不必與管壁接觸，這就為及時(shí)完成長管掃描工作提供了快速檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

　　Jaganathan提到該項(xiàng)目展示出路易斯安那理工大學(xué)學(xué)術(shù)研究的價(jià)值。著手一項(xiàng)學(xué)術(shù)研究最終導(dǎo)致一種實(shí)踐工具的開發(fā)。總體來說，這項(xiàng)技術(shù)使土木工程師能每天使用此工具，改善基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)。該系統(tǒng)中涉及的電子學(xué)的復(fù)雜程度說明路易斯安那理工大學(xué)研究人員有能力進(jìn)行先進(jìn)傳感技術(shù)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

　　Newcomb表示，關(guān)于路易斯安那州，州政府應(yīng)該明智地仔細(xì)了解一下路易斯安那理工大學(xué)及其充滿活力的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展情況。太多市政管理人員在遇到問題時(shí)的第一反應(yīng)是，打算聘誰來咨詢、解決這個(gè)問題？而不是問，我們的公立大學(xué)是否研究了這一問題，或有經(jīng)驗(yàn)處理類似的情況？很高興的是，斯萊德爾市向路易斯安那理工大學(xué)尋求了幫助。

　　原文題目：LTU uses underground radar to locate post-Katrina damage

　　資料來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160825113211.htm

　　（王化編譯，殷永元審核）