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2025/3/28 14:46
華為定義光纖傳感新代際:破解行業(yè)長期痛點 讓“零漏報、低誤報”成為可能
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C114訊 3月28日下午消息(蔣均牧)不久的將來,每一根光纖都將成為感知世界的神經。

光纖智能傳感技術作為“萬智互聯”的一大戰(zhàn)略基石,正加速滲透入各行各業(yè),點燃一場前所未有的數智革命。就在由CIOE中國光博會與C114通信網聯合舉辦的“第五屆光通信高質量發(fā)展論壇”線上研討會——“光纖智能傳感技術專場”上,華為2012實驗室的李鋒博士全面闡述了華為在該領域的最新探索與成果,揭示了如何讓光纖“學會思考”。

通過將光通信技術與人工智能深度融合,華為不僅解決了行業(yè)長期存在的誤報率高、環(huán)境適應性差等痛點,更在油氣管道、周界安防等場景中實現了“零漏報、低誤報”等突破性進展。

分布式光纖傳感的“先天優(yōu)勢”與“后天瓶頸”

相較于傳統點式傳感器,分布式光纖傳感技術憑借距離遠、成本低、定位精度高、易于部署和維護、無需供電、抗電磁干擾等優(yōu)勢,已在眾多應用場景大放異彩,特別是在油氣管道、電力線路、周界安防等領域展現出無可比擬的應用潛力。

李鋒分享道,在應用方向上,分布式光纖傳感大致分為三類,DAS系統部署于邊界周界、軌道/管道/電纜周邊,通過振動/聲音的探測,用于對外物入侵、結構振動等實時監(jiān)測;DTS部署于輸電線、油氣輸送管道、城市地下管網、傳輸皮帶、油井等處,檢測溫度動態(tài)分布與變化,用于火災預防和及時發(fā)現等;DTSS部署于橋梁、隧道、公路、大壩、邊坡等,檢測應力變形動態(tài)分布與變化,用于土木工程的健康檢查和地質災害的預防等。

來自研究機構MarketandMarkets的數據顯示,分布式光纖傳感在2024年起步于14.12億美元,預計到2030年將達到26.31億美元,復合年增長率達到10.9%;貝哲斯咨詢則認為,2024年全球分布式光纖傳感器市場規(guī)模為15.3億美元,預計2024~2029年該市場復合年增長率為8.5%。

盡管分布式光纖傳感發(fā)展前景廣闊,也有著較為長期的使用實踐,但誤報率高、準確率不足、國產化率低成為制約其規(guī)模化應用的瓶頸。李鋒指出,現有廠家面臨三大技術難題:干涉衰落,信號難還原;事件復雜,種類難識別;環(huán)境泛化,算法難通用。例如,在入侵檢測場景中,農耕機與挖掘機的振動信號高度相似,而土壤質地差異(如山東黏土與新疆沙土)會導致信號傳播特性迥異,傳統算法難以準確區(qū)分。此外,動態(tài)衰落現象(由光纖物理特性導致)進一步加劇了誤報問題。

解決之道:AI智能光纖傳感解決方案

面對這些挑戰(zhàn),華為通過將AI能力深度融入分布式光纖傳感系統,打造了一系列AI智能光纖傳感解決方案。AI的引入,不僅極大提升了信號處理的精度與效率,更賦予了系統自我學習與優(yōu)化的能力,使得傳感系統在復雜多變的環(huán)境中仍能保持高準確率的監(jiān)測。

針對油氣管道,華為基于OptiXsense EF3000光纖傳感系統構建了油氣管道TPI解決方案,依托在光信號處理領域的積累,確保信號采集準確,再借助AI大模型從多維度特征識別振動信號,從而達到95%以上的準確率,實現零漏報與低誤報。同時,系統具備自學習、在線學習能力,可依據新采集信號不斷校準和訓練模型,提升精度。目前,該解決方案已在國內數千公里傳輸管道應用,并持續(xù)推廣。

在周界安防領域,面對圍欄頻響高、數據特征復雜以及風雨、小動物等廣泛干擾,華為同樣基于OptiXsense EF3000光纖傳感系統,采用更強感知算法引擎,實現實時干擾與入侵事件識別及快速告警;并與視覺系統聯動,形成完整光視聯動解決方案。海外某鐵路應用已取得良好效果,其自學習模塊迭代迅速,多區(qū)域信號采集用于再訓練,模型每兩、三個月更新一次。

李鋒介紹說,華為OptiXsense EF3000光纖傳感系統采用了光通信領域的成熟技術,如電光調制器、高穩(wěn)定性EDFA(摻鉺光纖放大器)等,摒棄了業(yè)界常用的AOM(聲光調制器)等離散器件,確保了設備穩(wěn)定可靠、制造一致性,板卡可完全互換替代,便于維護與調優(yōu)。同時,在信號處理方面,借助光通信領域積累的相關信號處理算法,實現了噪聲抑制與信號保真度提升。此外,為獲取豐富準確數據,華為在武漢、成都建設了光纖傳感試驗場,模擬多種實際場景采集信號,并在現網全國各地100多個站點處采集數據。

在采集到的大量數據基礎上,華為依托自研的盤古基礎大模型,構建了專用于光纖傳感的AI模型。該模型通過多維度特征提。ㄈ缯駝宇l率、波形模式、時空關聯性等),將事件識別準確率從傳統算法的80%提升至95%以上。更關鍵的是模型的持續(xù)進化能力:通過“聯邦學習”技術,全球數千公里管線采集的數據可匯總至云端,每兩個月更新一次模型;同時,單點設備支持在線學習,結合現場復核數據實時優(yōu)化。這一機制使系統在面對新疆沙土或沿海潮濕環(huán)境時,仍能保持高精度。

從守護能源“生命線”到構建“無死角”安防,華為的AI智能光纖傳感解決方案目前已經在不少領域得到了應用。例如在某輸油管道,華為OptiXsense EF3000光纖傳感系統曾精準識別多起夜間打孔盜油事件,助力警方現場抓捕。

“預測未來的最好方式是創(chuàng)造未來”,正是憑借在光通信、AI等領域的不懈探索、持續(xù)創(chuàng)新,華為成功定義了分布式光纖傳感技術的新代際(AiDAS),開啟了智能傳感的新時代。有理由相信,在華為等領先運營商、廠商的共同努力下,智能光纖傳感技術未來將在更多領域發(fā)揮重要作用,讓海量基礎設施“開口說話”,為千行萬業(yè)的智能化轉型注入新動能。

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