Российские ученые показали, что действующую оптоволоконную линию связи можно использовать как распределенную сеть датчиков. Система фиксирует вибрации и с помощью искусственного интеллекта определяет, что происходит рядом с кабелем, сообщает ТАСС.
Эксперимент провели сотрудники Новосибирского государственного университета совместно с компанией «Т8». Специалисты проверили, можно ли применять уже проложенный волоконный кабель для мониторинга объектов университетского кампуса.
Система регистрирует вибрации оптического волокна и распознает разные события в окружающей среде. Среди них — проезд автомобилей, движение людей и проведение земляных работ.
В перспективе такую технологию можно использовать для наблюдения за городской и производственной инфраструктурой. В проекте применили программно-аппаратный комплекс оптоволоконной распределенной системы «Дунай».
Ключевым элементом комплекса является интеррогатор. Этот прибор подключается к оптоволоконной линии и анализирует обратное рассеяние света в волокне. Вибрации и деформации, возникающие из-за событий рядом с кабелем, меняют характеристики рассеянного сигнала.
По этим изменениям система определяет место и характер воздействия на оптоволоконную линию.
В пилотном проекте использовали служебную линию длиной 4,3 километра. Она проложена на территории Новосибирского научного центра между НГУ и «Академпарком».
При регистрации вибраций с пространственным шагом около десяти метров такая линия фактически превращается примерно в 400 распределенных точек наблюдения. В отличие от традиционного мониторинга, где в каждой точке нужен отдельный сейсмометр или вибродатчик, здесь роль датчика выполняет уже существующее оптическое волокно.
Один из авторов исследования Петр Дергач отметил, что к имеющейся оптоволоконной линии можно подключить специальный прибор и использовать само волокно как распределенный датчик без прокладки новой сенсорной линии.
Полученные данные передаются на сервер Центра искусственного интеллекта НГУ. Там алгоритмы машинного обучения классифицируют вибрационные сигналы и определяют тип события, время и примерное место его возникновения. Затем информация отображается в интерфейсе системы мониторинга.
В зависимости от задачи такая система может применяться для охраны периметра, контроля строительных работ и дорожного движения, а также для наблюдения за состоянием зданий и инженерных сооружений.
Изменение вибрационного фона и характера колебаний может указывать на необычные нагрузки, изменение условий эксплуатации или нештатную работу оборудования. Это позволяет рассматривать оптоволоконную линию как инструмент раннего выявления аномалий и дополнительного контроля инфраструктуры.
Еще один возможный сценарий применения — мониторинг сейсмической активности. Распределенный оптоволоконный датчик способен фиксировать колебания, связанные с прохождением сейсмических волн, и определять их параметры вдоль линии.
При этом такая система не обязательно должна заменять обычные сейсмометры. Ее данные могут дополнять показания отдельных приборов и расширять зону наблюдения за счет распределенного измерения.
Ведущий научный сотрудник Центра искусственного интеллекта НГУ Алексей Редюк пояснил, что система получает непрерывный поток вибрационных сигналов. Искусственный интеллект находит в нем характерные признаки разных событий и помогает определить, что произошло и где это случилось.