德國智能鐵軌可預(yù)報(bào)地震

　　日前，德國科學(xué)家成功研制出新一代的智能鐵軌。這種鐵軌不僅可以精確測定地震波到達(dá)鐵路的時(shí)間和方位，還可分辨出地震、火車、人或動(dòng)物所引發(fā)的不同震頻,從而可以避免人員傷亡。

　　據(jù)德國《世界》介紹，這種新一代智能鐵軌由德國卡爾斯魯厄大學(xué)(Universit Karlsruh)等三所大學(xué)的科研人員聯(lián)合研制。它最大的功能就是能及時(shí)偵測到前方軌道的險(xiǎn)情，指示列車減速或暫停。

　　對于許多國家來說，鐵路系統(tǒng)的危險(xiǎn)預(yù)報(bào)機(jī)制還很不成熟，有些國家即使有，也因?yàn)檐壍?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/傳感器">傳感器長期安置在鐵路上，處于日曬雨露，地質(zhì)情況十分復(fù)雜，而很難發(fā)揮正常作用，甚至往往失效，尤其是不同震波的信號(hào)混雜在一起，傳感器將無法及時(shí)檢測到相對微弱的P波(P波是地震來臨前的一種預(yù)報(bào)波)。

　　因此，德國的這個(gè)名為“EWS Transport”研究小組開發(fā)出了適用于絕大多數(shù)國家和地區(qū)的新一代智能鐵軌網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它相當(dāng)于世界上最大的地震傳感器。

　　該系統(tǒng)的工作原理其實(shí)并不復(fù)雜：鐵軌上的傳感器在檢測到地震的前奏——P波之后，便會(huì)報(bào)告中央計(jì)算機(jī)，后者會(huì)分析震中位置并創(chuàng)建地震圖，在三秒鐘內(nèi)精確測定地震的強(qiáng)度和破壞程度，同時(shí)計(jì)算出強(qiáng)震波到達(dá)的時(shí)間和地點(diǎn)，預(yù)測可能出現(xiàn)的軌道斷裂和隧道坍塌。緊接著，中央計(jì)算機(jī)將在數(shù)分鐘內(nèi)創(chuàng)建精確到米的地震規(guī)模圖，生成對比數(shù)據(jù)和受損鐵路的目錄，同時(shí)制定出緊急行動(dòng)計(jì)劃。在地震達(dá)到一定級(jí)數(shù)之后，中央計(jì)算機(jī)還會(huì)干預(yù)交通系統(tǒng)，指示列車停下或減速。參與該項(xiàng)目的地球物理學(xué)教授弗里德曼·文策爾(Professor Friedemann Wenzel)將其命名為“實(shí)時(shí)地震學(xué)”(Echtzeitseismologie)。

　　簡言之，智能鐵軌可以不斷提高震災(zāi)情況分析的精確度和完整度，相當(dāng)于一個(gè)擁有自我調(diào)適能力和學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以應(yīng)用于各個(gè)國家和地區(qū)——從風(fēng)險(xiǎn)較低的萊茵河上游到地震頻繁的印度尼西亞。

　　為了解決預(yù)警系統(tǒng)的信號(hào)干擾問題，研究人員還開發(fā)出了一種“嵌入式鐵路系統(tǒng)” (ERS，Embedded Rail System)，該系統(tǒng)已在德國、西班牙和荷蘭的部分社區(qū)投入實(shí)際應(yīng)用。據(jù)埃伯哈德·霍奈克(Eberhard Hohnecker)教授介紹，鐵路附近的街道交通、農(nóng)場拖拉機(jī)或是火車本身傳來的震動(dòng)都會(huì)對傳感系統(tǒng)造成一定的干擾，而ERS系統(tǒng)可以清楚地分辨出頻率高達(dá)30赫茲的地震波和幾百赫茲的火車震動(dòng)。通常軌道系統(tǒng)的每公里組件個(gè)數(shù)高達(dá)55000，而ERS系統(tǒng)僅由軌道、基地、擁有彈性容量和傳感儀的混合器三部分組成，這一結(jié)構(gòu)為強(qiáng)大的信號(hào)分離功能提供了良好的前提條件。另一方面，在實(shí)際應(yīng)用中，ERS系統(tǒng)各個(gè)組件間的距離可達(dá)1.5公里，人們可以根據(jù)自身需要選擇不完全安裝。

　　目前研究人員正致力于改善ERS分析系統(tǒng)，他們將傳感器、敏感度較高的電線圈和光學(xué)手段結(jié)合起來，使其初步具備了識(shí)別動(dòng)物蹄聲的能力。在未來，ERS系統(tǒng)有望自動(dòng)識(shí)別軌道闖入者。與此同時(shí)，奧地利科學(xué)家正致力于研究碎石、泥漿和雪崩碎片等所引發(fā)的不同信號(hào)。目前，研究人員已獲得了巴登符騰堡州地震局(Landeserdbebendienst Baden-Württemberg)的數(shù)據(jù)支持，并在德國西南部進(jìn)行了一系列的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。