【技术创新】LTU利用地下雷达查找卡特里娜飓风灾区损毁位置

2016年8月29日

地下管道检查车辆利用美国路易斯安那理工大学开发的超宽波段脉冲雷达技术（UWB）进行破裂程度监测、腐蚀量化以及确定周围土壤中空空隙存在情况。

图片提供：路易斯安那理工大学

更大图片，请见：http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/122593.php

　　美国路易斯安那理工大学（LTU）开发的一种创新型地下雷达技术助力美国路易斯安那州南部斯莱德尔市对卡特里娜飓风之后很长时间以来未发现的地下基础设施损毁程度进行鉴定和建档。

　　此雷达技术是一种基于超宽波段脉冲雷达技术（UWB）的管道穿透扫描系统。UWB可以对深埋地下的管道、隧道和涵洞的破裂程度、腐蚀量，以及周围土壤中存在空洞情况进行检查，因为这些问题是漏水和洪水造成的。

　　路易斯安那理工大学非开挖技术中心开发的此项技术结合先进模拟、电子学、机器人、信号处理以及三维演示技术建立程序包，并安装在现有管道检测机器人上。

　　路易斯安那理工大学土木工程与建筑工程系副教授Arun Jaganathan博士着手开发此项技术，作为其博士论文研究的基础。与该校Neven Simicevic博士等研究人员合作，Jaganathan的研究目标是最终形成一个为市政工程师进行常规管道条件评估的工具。

　　Jaganathan指出，他们的UWB技术是基于认识到非开挖行业对一个先进管道检查工具的需求，此工具可以量化类似排污管道和暴雨排水管道等市政深埋管道结构的完整性，可以穿过管道壁进行监测。雷达系统从排污管道内部发射出超短电磁脉冲，捕捉来自管道的“背散射”信号，确定管壁后隐藏的各层情况，无法通过类似相机的可视化工具看到这一现象。该雷达集成到可以进行管道爬行的机器人身上，对返回数据进行实时传递。

　　路易斯安那州斯莱德尔市F区议员、路易斯安那理工大学校友Jay Newcomb了解到该技术以及通过他和母校建立合作的可能性。

　　Newcomb指出，在参与市议员竞选活动期间，他和许多人都支持在该市需要一个小型、高科技以及清洁产业。他早已经了解到母校与在校内产业孵化器的合作，即使大学还没有附属的孵化器，他们于2010年9月去理工大学进行调研，并让有兴趣的公司了解需求。当时，虽然路易斯安那理工大学雷达技术仍处于开发阶段，但是研究团队声称，如果在实验室测试中证明新方法是有用的，那么斯莱德尔市将可用作为野外实地研究测试站点。

　　成功测试和开发此技术后，2013年夏，Jaganathan和其他研究人员前往斯莱德尔市确定最有利于进行UWB测试的地点，以及对地下基础设施情况进行测试和调查。正如初期研究中所预期的一样，受损的基础设施能够被UWB发现，最重要的是，这个问题可以查清了。

　　Newcomb还提到，关注困扰地下设施问题的深度与广度的同时，他们了解到周边社区也出现过同样问题，在结束2010年Ruston调研之行后，他相信UWB可以提供损毁范围量数据的调研结果。

　　基于Jaganathan、Simicevic和其学校研究团队的工作成果，以及与其他工程公司进行磋商后，斯莱德尔市成功获得来自联邦应急管理局7500万美元资金支持，着手地下设施修复工程的工作。

　　Newcomb明确，2017年斯莱德尔市的财政预算仅为不到4300万美元。感谢从路易斯安那理工大学研究工作开始的许多人的努力，他们几乎已将两笔整体预算用于街道、排水和排污工程。。

　　Jaganathan表示，该技术的特点是能够为工程师详细检查某个特定地点形成高分辨率影像。不同于其他雷达，他们的系统不必与管壁接触，这就为及时完成长管扫描工作提供了快速检验能力。

　　Jaganathan提到该项目展示出路易斯安那理工大学学术研究的价值。着手一项学术研究最终导致一种实践工具的开发。总体来说，这项技术使土木工程师能每天使用此工具，改善基础设施和社会。该系统中涉及的电子学的复杂程度说明路易斯安那理工大学研究人员有能力进行先进传感技术的设计和开发。

　　Newcomb表示，关于路易斯安那州，州政府应该明智地仔细了解一下路易斯安那理工大学及其充满活力的领导团队的进展情况。太多市政管理人员在遇到问题时的第一反应是，打算聘谁来咨询、解决这个问题？而不是问，我们的公立大学是否研究了这一问题，或有经验处理类似的情况？很高兴的是，斯莱德尔市向路易斯安那理工大学寻求了帮助。

　　原文题目：LTU uses underground radar to locate post-Katrina damage

　　资料来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160825113211.htm

　　（王化编译，殷永元审核）