中大突破沙井傳訊限制 解除地底氣爆水浸威脅
香港文匯報訊(記者 高鈺)本港的地下渠道環境錯綜複雜,當中的二氧化硫等氣體,有可能對前線人員的安全帶來威脅,沼氣更有機會引起自燃甚至爆炸,若渠道阻塞,則隨時可能在暴雨來襲時造成嚴重水浸,非常擾民。中大電子工程學系兼射頻輻射研究實驗室主任吳克利領導的團隊,研發出無線智慧排水系統,並以渠務署於九龍灣區百餘個沙井進行實地測試,長期實時監察水位及氣體的變化。該系統創新地利用沙井蓋為傳輸天線,突破了由地下往地面無線通訊的限制,守衛城市安全。
雨水渠、污水渠及沙井是城市的基礎建設,因其密封性而易於積聚沼氣、二氧化硫等氣體。現時地下渠務管道沒有檢測氣體濃度的裝置,一旦這些氣體的濃度過高,有機會對前線工作人員構成風險。
針對以上問題,吳克利率領的研究團隊花了兩年多時間,研發出全球首個大規模地區無線排水實時監測實驗系統。項目獲創新科技署全數資助840萬元經費,渠務署、物流及供應鏈多元技術研發中心亦有參與其中。
自去年8月起,研究團隊逐步在九龍灣區百餘個沙井安裝輕巧的無線探測裝置,中大電子工程學系副研究員韋大成表示,每個裝置可配備5個不同的傳感器,可分別監測無色、有腐蝕性帶惡臭的硫化氫;有強烈刺激性氣味的無色氣體二氧化硫;沼氣中的主要成分、易燃氣體甲烷;水位變化及沙井蓋開關狀態。
探測裝置組成的系統,可全面監測該區地下渠務管道狀態。通過無線網絡傳送的數據及大數據分析,工程人員可及時掌握氣體溢出、非法排放污水、淤塞等方面的資訊,有效預防氣爆或水浸、發現異常環境污染源、研究水位及流速的變化。
沙井蓋變天線
吳克利透露,構建無線地下渠務管道探測系統的一大挑戰,是如何使電波穿透14厘米厚的鐵製沙井蓋,將數據實時傳送至附近的基站,再通過4G無線網絡發放至工程人員手中,「研究團隊以突破傳統思維的方式,不將沙井蓋視為障礙,反將之變為天線的一部分,有效將數據透過無線網絡,傳送至位於大廈天台的基站。」
另一項挑戰則是沙井濕氣極重,含強腐蝕性氣體,加速了裝置內的氣體傳感器損耗,研究人員設計了一個全密封式微型氣體分析裝置,解決了氣體傳感器在惡劣環境下的耐用性問題,希望未來能大規模在香港應用。