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“精密光学铁路监测系统”护航铁路安全

导读: 由香港理工大学研发的“精密铁路监测系统” 是全球首套智能铁路监测网络,是利用先进光纤光栅传感器,把机械应变转换成反射光波长的变化。

  日前,香港理工大学参加了12月7日-9日在北京国家会议中心举办的第七届世界高速铁路大会,由理大自主研发的“精密铁路监测系统”亮相展会并受到业界广泛关注。该系统主要应用于城市轨道交通、高速铁路等机械、土木工程项目,目前已应用于香港铁路公司及其他国内外铁路领域,用于监测路轨与车厢的安全。

  随着中国高速铁路的迅猛发展,高铁领域的各项科研成果与尖端技术也得到进一步应用,香港理工大学也希望借由国内高铁发展的平台,实现“产学研”的一体化进程,更希望有机会将“精密铁路监测系统”应用于国内的高速铁路以及城市轨道交通领域,为国家的轨道交通事业发展做出贡献。

  光纤传感 智能监测领袖

  由香港理工大学研发的“精密铁路监测系统” 是全球首套智能铁路监测网络,是利用先进光纤光栅传感器,把机械应变转换成反射光波长的变化。通过监测光波长的变动,可对机械应变进行测量,技术能应用于机械和土木工程项目如车辆、桥梁、高楼、水堤等,监测其结构的变动情况,让管理单位能及早进行维修、检视工作。2004年,“光纤光栅铁路监测系统”在瑞士日内瓦举行的第三十二届国际发明及创新技术与产品展览中荣获金奖, 而在2009年亦获得中国国际工业博览会的金奖。

  香港理工大学电机工程学系光电子讲座教授、光电子研究中心主任谭华耀教授介绍:“现在我们在发展智能的监控系统,监控系统可以提高运作的安全。理大的这个监测系统主要就是使用光纤传感器来进行监控。传感器能够测温度,还可以测用力。在香港,铁路基本上是跑着电气化铁道,传统的传感器会受到电磁波的干扰,如果有打雷,或者电压有改变就会影响传统的传感器运作。而光纤光栅的好处是,光是完全不受电磁波干扰的,完全没有电磁场的噪音,主要靠光来看它的反应。我们有一系列的应用,从数轮子、车厢结构、到发动机的温度,都可以测试。我们有多个系统在香港的铁路上应用,在以前的九广铁路,这个系统差不多已经用了10年,另外一套系统也用了4年,已经是作为成熟的产品在使用,过去几年的经验证明我们这个光纤光栅传感器的应用是非常良好的,也起到了非常积极的作用。”

创新科研 力拓内地高铁

  理大一直以来做了大量有关先进光纤感应器在铁路运用的研究及实验。基于安全理由,铁路装备了大量数以亿计的监测器,包括车卡轮轴及脱轨监测器;这些监测器大多是独立运作,成本高昂。而理大所设计的光学路轨监控系统成本只是传统监控系统的5%。目前理大已为香港铁路公司安装了相关系统。研究人员也于路轨及车身安装光纤感应器,以监察火车轮轴、路轨与轮轴的互应效果、车架温度、预防脱轨、火车速度、火车重量、车厢震动及轨道不规则程度等,以提高铁路运作的安全性。

  香港理工大学电机工程学系电力应用讲座教授及系主任何兆鎏表示,中国高速铁路的发展令世界瞩目,理大也希望可以把“精密铁路监测系统”应用在国内的高铁领域,理大在科研方面有着足够的优势,也善于整合科研人才,希望可以将最新的监测系统和国内高铁的发展有一个结合。这套监测系统不仅可以应用在铁路上,同时也可以用在大型建筑结构上,比如广州新电视塔就应用了这套技术去监控。

  应用为本自主创新 助力科技转移

  作为一所以应用科研为重的院校,香港理工大学在知识创造及技术转移方面扮演着重要角色,通过与工商业界的合作,理大所创造的知识和研发的科技,为业界提供丰富的科研资源,帮助提升企业竞争力。理大一直与工商界保持着密切联系,凭借理大的专长及资源优势,提供多元化的服务,协助工商界开发创新产品,加强企业在全球市场的竞争力。

  香港理工大学企业发展院副院长及企业合作处杨孟璋总监表示:“与香港其他大学相比,理大的定位是应用型大学,让大学懂得技术转移理论,掌握错位竞争优势是根本。理大专门成立了企业发展院,促进知识及技术转移,包括像此次展出的“精密铁路监测系统” 以及其他项目,促进了学术界和工商界的互惠合作。我们企业发展院的职能就是协助理大各院系将知识转移至应用层面,致力推广理大的专长及科研成果,负责与工商界建立伙伴关系,并把知识转移至商业机构、企业家及企业行政人员。企业发展院同时协助科研人员为其发明申请专利,维护大学的知识产权。到目前为止,理大已经拥有超过350个自主创新的专利,大部分在美国申请的,其中能够成功地转移出去的专利有接近15%。此次参展,我们也希望“精密铁路监测系统”有机会应用在国内的高速铁路以及城市轨道交通领域,能为国家轨道交通发展做一些贡献。”

  内地战略 “产学研”前景广阔

  理大近年来加强实施内地战略,彰显理大的科研优势。目前,理大是香港与内地在科教合作领域项目最多的大学,与内地多所著名大学建立起广阔的合作网络。理大希望通过自身的创新科研成果,借助“产学研”一体化的科技转移,为企业、社会、国家及地方经济发展贡献力量。
 

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