南水北調(diào)工程是中國工程學(xué)上的一次壯舉,令全世界嘆為觀止。該工程還面臨這三大類挑戰(zhàn):基礎(chǔ)設(shè)施、水質(zhì)和安全。
中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所無線傳感網(wǎng)與通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室主任、南水北調(diào)工程物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)總監(jiān)楊旸和他的團(tuán)隊(duì),包括國科學(xué)院物理系副教授張武雄博士,花了兩個星期的時間勘察了運(yùn)河全段,對需求做出評估。決定在南水北調(diào)的中線工程運(yùn)河沿線1400 公里的水道上安裝130多種不同類型的聯(lián)網(wǎng)傳感器,散布著 10 萬多個傳感器,連接著丹江口水庫與京津兩地?;A(chǔ)設(shè)施傳感器被嵌入在運(yùn)河附近的土地中、混凝土護(hù)坡和橋梁中,以及用來控制水流的 50 座水壩中,用來測量應(yīng)力、應(yīng)變、振動、位移、土壓力和滲水等參數(shù)。
運(yùn)河上安裝的聯(lián)網(wǎng)傳感器包括:攝像機(jī)(左)、入侵檢測傳感器(右上)和水位傳感器(右下)。
楊旸和他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個網(wǎng)頁平臺和用戶界面,允許服務(wù)器站的工作人員通過網(wǎng)站讀取數(shù)據(jù),并對任何類型的警報作出響應(yīng),也使北京的中央管理團(tuán)隊(duì)能夠隨時了解遠(yuǎn)程站點(diǎn)的新情況,并及時做出正確的決策。張武雄說,由于該網(wǎng)絡(luò)是與萬維網(wǎng)相隔離的,因而受到外部黑客攻擊的風(fēng)險更小。
「對我來說,這是物聯(lián)網(wǎng)在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用方面的一個絕佳案例,」IEEE 物聯(lián)網(wǎng)活動委員會主席兼互聯(lián)網(wǎng)安全咨詢公司 Open Tech Works 總裁 Adam Drobot 說道?!改阍谝婚_始就建立好防護(hù)措施,不用事后再亡羊補(bǔ)牢?!?/span>
楊旸說,南水北調(diào)工程所面臨的最大挑戰(zhàn),是在黃河下方建造一條長約 4 公里、直徑約 7 米的巨大隧道。他希望最終可以利用水下機(jī)器人來更有效和高效地對其進(jìn)行監(jiān)測。
楊旸還致力于將更多在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)轉(zhuǎn)變成新的產(chǎn)品和服務(wù)。例如,他的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),用來監(jiān)控摩天大樓玻璃幕墻的完整性。如果玻璃面板變得脆弱或出現(xiàn)裂縫,物聯(lián)網(wǎng)就能夠感覺到并通知維修人員,還可以告知他們所需更換的玻璃面板的確切大小和形狀,從而面板破裂或掉落之前進(jìn)行維修。