編者按：

數(shù)字杭州，活力奔涌。超前的戰(zhàn)略眼光，讓杭州在創(chuàng)新領(lǐng)域率先起飛，從“杭州六小龍”引發(fā)的全球關(guān)注，堪稱“杭州現(xiàn)象”。

浙報集團(tuán)杭州分社推出“新春走基層·一線潮——AI走讀新質(zhì)生產(chǎn)力”欄目，記者攜手“西湖智庫”專家走讀杭州創(chuàng)新領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力，沉浸式體驗科技中國的春潮澎湃，一同走入杭州引育科技新銳的神秘之境……

本期將鏡頭對準(zhǔn)專注于守護(hù)“看不見的城市”的杭州敘簡科技股份有限公司?！?/p>

“當(dāng)摩天大樓向上觸達(dá)物理極限時，向下探索才是真正的前沿戰(zhàn)場?！笔澜缰ㄖO(shè)計師雷姆·庫哈斯（Rem Koolhaas），曾這樣論述城市建設(shè)的“要義”。?

如今在杭州，敘簡科技正拼搏于這個“前沿戰(zhàn)場”——通過對瞬變電磁技術(shù)的創(chuàng)新運用，敘簡科技將我們對城市地下空間的有效探測深度，從5米左右提升至60米，及時發(fā)現(xiàn)隱藏在道路、隧洞等設(shè)施地面以下的風(fēng)險，守護(hù)“看不見的城市”。

這一切是如何做到的？

一“掃”便知地下全貌

4月10日下午，杭州市余杭區(qū)良睦路上，一場對地下空間的檢測正在進(jìn)行。

一輛多功能探測車，正以20公里/小時左右的速度，行駛在道路最右側(cè)的機(jī)動車道上。探測車的身后，拖曳著一個長約3米、寬約1.5米，帶3只車輪的“箱子”，這便是敘簡科技的“明星產(chǎn)品”——小安A7。

“小安A7內(nèi)，有一套瞬變電磁的收發(fā)裝置。當(dāng)它隨著車輛前進(jìn)時，不斷向地下發(fā)射數(shù)組頻率不同的電磁波。”敘簡科技技術(shù)總監(jiān)邱彥林告訴記者，由于電磁波在地下遇到巖石、水體、金屬等介質(zhì)時，會反饋不同的電阻信號，因此，小安A7一邊前進(jìn)，一邊給地下空間“畫像”，“地下什么情況，一‘掃’便知。”

隨著城市建設(shè)的不斷加速，對地下空間的影響也愈發(fā)明顯?！靶薜罔F、挖隧道、造高樓，都會改變周邊的地質(zhì)條件。最明顯的是地下水，造高樓時挖的深基坑，或者地鐵盾構(gòu)工程，可能會把周邊上百米范圍內(nèi)的地下水引流過來，導(dǎo)致附近道路下方形成空洞，進(jìn)而造成塌陷的嚴(yán)重后果。”邱彥林說。

去年10月12日，深圳濱海大道一路段塌陷，出現(xiàn)一個面積約50米、深度約2米的大坑，幸好現(xiàn)場無人員傷亡。根據(jù)官方通報，這起事故就是在地鐵盾構(gòu)過程中，引發(fā)的地質(zhì)變化造成的。

正在高速發(fā)展的杭州，同樣會遇到類似問題。根據(jù)《中華人民共和國公路法》《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》等法規(guī)，國家明確要求對運營期道路進(jìn)行檢測，普通路段每1-3年進(jìn)行一次常規(guī)地質(zhì)檢測，高風(fēng)險路段每半年至1年進(jìn)行一次專項檢測，正是為了預(yù)防這種“城市病”，守護(hù)市民的生命財產(chǎn)安全。

“目前，國內(nèi)外普遍采用探地雷達(dá)檢測。但由于雷達(dá)波遇水會快速衰減，很難穿透地下水的特性，導(dǎo)致其只適用于探測道路以下5米以內(nèi)的淺層病害，而對于很多深達(dá)10多米甚至20多米的深層病害，就無能為力了。而小安A7發(fā)射的電磁波，能準(zhǔn)確探測最深60米的地下空間。相比雷達(dá)波，探測深度提升了十余倍。”邱彥林說。

在探測車的車廂中，記者見到了一臺信號采集設(shè)備，敘簡科技技術(shù)員李文杰正在緊張操作。“小安A7采集到的地質(zhì)信息，都會以曲線的形式反饋?！崩钗慕苤钢聊桓嬖V記者，“一旦曲線突然變化起來，就說明地下出現(xiàn)異常，需要重點記錄分析?！?/p>

根據(jù)記者觀察，此次測試的路段為4車道，長約2公里，檢測需要跑4個來回，總時長約30分鐘?！拔覀儗?shù)據(jù)帶回公司，進(jìn)行進(jìn)一步分析，最快2個小時就能出具檢測報告。根據(jù)報告，市政部門能盡快對風(fēng)險點位進(jìn)行鉆孔、灌漿等處理，最大程度預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害事故。”李文杰說。

潮新聞記者  曹堅 攝

從“實驗”到“實戰(zhàn)”

“小安A7是一個從高校實驗室里走出來的產(chǎn)品?！焙贾輸⒑喛萍级麻L金國慶告訴記者，“整個研發(fā)過程，我們足足花了6年。”

2018年，金國慶與自己的恩師——中國工程院院士、吉林大學(xué)教授林君共同開啟了“地下城市空間拖曳式瞬變電磁自動探測裝置及探測方法”項目。此前，瞬變電磁技術(shù)廣泛運用于地質(zhì)勘探領(lǐng)域，而敘簡團(tuán)隊的目標(biāo)，是要將其運用到城市當(dāng)中。

“相比雷達(dá)波，電磁波有優(yōu)勢，也有短板。比如，電磁波抗干擾能力很差。如果在人跡罕至的山區(qū)里探礦，問題不大。可一旦把它放在充滿電磁信號的城市里，就會受到嚴(yán)重影響。這也是我們在研發(fā)過程中，必須要解決的問題?！苯饑鴳c說。

如果仔細(xì)查看小安A7，會發(fā)現(xiàn)它大有奧秘。比如，這個總重量超過300公斤的“大家伙”身上，沒有一個金屬件。包括外殼、輪軸，甚至螺絲、與牽引汽車之間的連桿等皆為高強度塑料、陶瓷等非金屬材料。

“我們?yōu)殡姶挪▌?chuàng)造了一個屏蔽場，盡最大可能降低受到的干擾，提升檢測的準(zhǔn)確性；同時，我們還要保證設(shè)備持久耐用?！苯饑鴳c說，僅這幾項要求，背后就蘊含了大量創(chuàng)新嘗試和不厭其煩地實驗。整個研發(fā)過程中，僅小安A7的設(shè)計方案就更新了20多次。

電磁波的發(fā)射與采集也大有講究?！霸谶M(jìn)行地質(zhì)勘探時，電磁波的最大探測深度能達(dá)到數(shù)百米。而探測城市地下空間時，60米就足夠了。深度淺了，但精度的要求大大提高。這就需要團(tuán)隊在電磁波的發(fā)射方式、發(fā)射頻率、穩(wěn)定性等方面反復(fù)鉆研、試錯、調(diào)整，才能真正讓這項技術(shù)從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用?！苯饑鴳c說，截至目前，在小安A7的研發(fā)過程中，團(tuán)隊發(fā)表SCI檢索論文18篇，其中10篇位于一區(qū)Top期刊；還獲得發(fā)明專利20項，其中國際發(fā)明專利2項。

從“實驗”到“實戰(zhàn)”，還需要強大的“功底”?！耙粭l2公里長的道路經(jīng)探測后，獲得的數(shù)據(jù)量可能多達(dá)500G以上。我們必須對數(shù)據(jù)抽絲剝繭，精細(xì)分析，同時還要考慮溫度、濕度等變量。通過大模型技術(shù)賦能，我們不斷提高計算分析能力，力爭每一次檢測都能還原一個真實、準(zhǔn)確的地下空間。”金國慶告訴記者。

六年磨一劍，其間是巨大的人力物力投入?！拔覀儷@得了杭州市頂尖人才和團(tuán)隊重大‘一事一議’政策補助，政府還為我們提供和聯(lián)系了大量測試和應(yīng)用場景?！苯饑鴳c說，自小安A7去年問世以來，已在杭州余杭區(qū)、上城區(qū)，以及溫州、南京、深圳等城市進(jìn)行了上百次探測，探測道路總里程超300公里，總測線長度超1500公里，讓設(shè)備和技術(shù)快速磨合，邁向成熟。

潮新聞 記者 曹堅 攝

邁向產(chǎn)業(yè)藍(lán)海

如何合理開發(fā)和保護(hù)城市地下空間？這個問題正引起國家的重視。近年來，住建等部門先后出臺或修訂《城市地下空間規(guī)劃建設(shè)管理辦法》《關(guān)于加強城市地下市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》《城市安全風(fēng)險綜合監(jiān)測預(yù)警平臺建設(shè)指南》等法規(guī)，規(guī)范管理城市地下空間并推動智能化升級。

隨著城市數(shù)字治理的不斷推廣和普及，國內(nèi)不少城市正積極推進(jìn)城市數(shù)字孿生系統(tǒng)的建設(shè)。城市數(shù)字孿生，是通過構(gòu)建虛擬城市模型，打造一個城市地上、地下空間的“數(shù)字副本”，以優(yōu)化管理、提升效率。目前，雄安、杭州、上海、深圳等已先后開始了數(shù)字孿生城市的建設(shè)。

“城市數(shù)字孿生建設(shè)，其中一個關(guān)鍵點就是探測。”金國慶告訴記者，探測技術(shù)的進(jìn)步，能夠讓政府更精準(zhǔn)地掌握城市動態(tài)。這套體系的背后，是一個巨大的市場藍(lán)海。

根據(jù)統(tǒng)計，全國城市道路總里程已達(dá)55.4萬公里，并以每年3%左右的速度持續(xù)增長。“以所有道路一年檢測一次，每公里檢測費用為1萬元計算，僅探測市場的規(guī)模每年就達(dá)55億元。如果加上同樣需要探測的高速公路、建筑工地、大壩等，我們面對的市場總規(guī)模將達(dá)到每年400億元以上?！苯饑鴳c說。

在今年3月31日召開的杭州城市大腦推進(jìn)會上，“勘察智護(hù)”系統(tǒng)作為未來杭州力推的多個城市級“智能體”之一亮相。截至目前，“勘察智護(hù)”已累計接入工程地質(zhì)勘察項目1743個，產(chǎn)生風(fēng)險預(yù)警2434條。

為適應(yīng)更加豐富的應(yīng)用場景，敘簡科技正在抓緊研發(fā)小安A7的各種升級版本。比如，手推車式的設(shè)備，可以在人行道、非機(jī)動車道、堤壩斜坡面上探測，實用性更強；軌道式設(shè)備，適用于隧道內(nèi)、地鐵內(nèi)的側(cè)面及頂部探測，不僅可以向“下”探，也能向“上”探；無人機(jī)掛載式設(shè)備，經(jīng)過輕量化后，可以用于高速公路周邊、國土資源勘探，受到的局限更少……

“技術(shù)不斷發(fā)展，我們守護(hù)‘看不見的城市’決心不變。未來，我們希望加強與社會各界合作，參與到城市地下空間檢測管理標(biāo)準(zhǔn)的制定當(dāng)中，為城市、為市民帶來更多的安全感?！苯饑鴳c說。（監(jiān)制 謝曄   策劃 張彧  記者 趙路 ）

來源：潮新聞