吴克利教授(右)介绍研发的新系统。
中大研究团队在沙井安装了轻巧的无线探测装置。
【香港商報网訊】記者葉佩瑜報道:地下渠道有可能隱藏二氧化硫及沼氣等,為前線人員帶來生命威脅。中文大學研究團隊成功與渠務署合作開發出無線智慧排水系統,透過輕巧的無線探測裝置,實時監測地下渠務管道狀態,并於去年8月起與署方合作,於九龍灣區100多個沙井進行實地測試論證,防災及守衛城市安全。
雨水渠、污水渠及沙井是城市的基礎建設,但其密封性易於積聚沼氣、二氧化硫等氣體,目前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,有可能對前線工作人員構成風險。有見及此,中文大學電子工程學系教授吳克利的研究團隊獲創新科技署資助840萬元,與渠務署及物流及供應鏈多元技術研發中心合作,花兩年時間,成功完成全球首個大規模地區無線智慧排水系統的網絡實時監測實驗研究,實時監測地下渠務管道的狀態。
有效預防氣爆或水浸災害
中大電子工程學系副研究員韋大成介紹,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,實時監測及無線傳送水位與氣體的异常變化,自去年8月起,團隊逐步於九龍灣100多個沙井安裝輕巧的無線探測裝置,每個裝置可配備5個不同的傳感器:分別監測無色、有腐蝕性帶惡臭的硫化氫(H2S);有強烈刺激性氣味的無色氣體二氧化硫(SO2);沼氣中的主要成分易燃氣體甲烷(CH4);水位變化與沙井蓋開關狀態。探測裝置組成一個完整的系統,以全面監測該區地下渠務管道狀態,而通過無線網絡傳送的數據及大數據分析,前線人員可及時得到關於氣體溢出、非法排放污水、淤塞等方面的資訊,有效預防氣爆或水浸災害、發現异常環境污染源、研究水位及流速的變化,更方便及安全地為未來城市建設提供依據。
監測器資訊傳工程人員手機
吳克利指,系統的一大挑戰是如何使電波穿透14厘米厚的鐵制沙井蓋,并將收集的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機中,團隊成功突破傳統思維方式,不將沙井蓋視為障礙,反將之變為自適應天線的一部分,將數據傳送至位於大廈天台的基站,每個基站可接收約1公里半徑範圍內的數據;另一項挑戰則是沙井濕氣極重,含強腐蝕性氣體,會使裝置內的氣體傳感器快速損耗,團隊則巧妙地設計了一個全密封式微型氣體分析裝置,有效地解決耐用性問題。
吳克利透露,未來希望可將系統實驗延伸至油尖旺,并將現時壽命僅1至2年的感應器及電池加強耐用性,逐漸低腐蝕氣體對感應器影響,以方便可大規模在香港應用。