挪威山地道路、坡地与沿线地形
挪威山地道路实拍(环境场景参考)。 Jan-Tore Egge(缩放转码) · CC BY-SA 4.0

沿线振动形成连续的空间记录

山地道路沿坡面、桥梁和防护廊道延伸。滚动、冲击及车辆通行产生的振动,经地层、路基和光缆传递后,会在光纤上形成随时间变化的轴向应变。DAS(分布式声学传感)通过沿线采样记录这一响应,为事件筛查保留时间与光纤里程两个维度。

实际布设需要先核对光纤走向、接续点、余缆段及地面耦合。光纤里程经标定后才能关联道路桩号;相邻通道的间隔、仪器空间响应长度与现场事件定位误差应分别记录。

事件冲击经地面运动和光缆耦合转为DAS时空记录的四步原理示意
源实智感原创原理示意。实际响应取决于振动传播、光缆耦合和采集配置。

公开研究提供了现场观测依据

Kleine 等在挪威 Grasdalen 沿约 2 km 的道路通信光纤开展了三个冬季的 DAS 观测,记录到雪崩及道路交通信号。研究同时指出,交通干扰会影响简单阈值检测。[1]

论文原图2:触发雪崩、自然雪崩、道路交通和爆破的DAS应变率记录
原图未改动。a:触发雪崩;b:自然雪崩;c:道路交通;d:爆破。横轴为光缆距离,纵轴为时间,色标为应变率。 Kleine et al. (2025), Figure 2 · CC BY 4.0

现场验证应覆盖布设、干扰与事件对照

下表是面向科研课题和系统集成的验证建议。试验宜从有独立事件记录的路段开始,保留连续原始数据及完整采集配置,使每一次检测都能回到相应的记录复核。

建议的工程验证任务
验证环节记录与交付内容
路线与耦合建立光纤里程—道路桩号对应,标记桥梁、廊道、余缆及弱耦合段。
事件对照采用统一时钟关联视频、巡检或独立传感器记录,保留事件起止时间与不确定样本。
交通背景覆盖不同车流、车型及天气,按连续观测时长统计误报并复核漏检。
模型评估按独立事件、日期或路段划分训练和测试集,避免同一事件的相邻窗口跨集合。
系统接口定义事件时间、关联路段、置信度、证据片段和处理状态,验证接口延迟与复核流程。

从研究观测推进到可复核的监测流程

科研团队可以围绕光缆耦合、事件表征和跨时段泛化建立对照试验;集成商则需要将告警、证据回放、通信状态和业务处置流程衔接起来。对安全相关应用,触发条件与处置权限应在场景验证后单独确定。

源实智感提供分布式光纤感知设备、算法与软件平台及 API 定制服务。针对具体道路监测课题,可从光纤资源、试验任务、数据接口和验收指标四项信息开始技术交流。

参考文献

[1] Kleine, F., Bruland, C., Wuestefeld, A., Oye, V., and Landrø, M. Seismic signal characterization of snow avalanches using distributed acoustic sensing in Grasdalen, western Norway. Natural Hazards and Earth System Sciences, 25, 2771–2782 (2025). DOI: 10.5194/nhess-25-2771-2025.