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2018年5月23日

推动智慧城市系列中大工程学院研发智能山泥倾泻监察系统全天候侦测危险斜坡 保障人命安全

2018年5月23日
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(左起)中大系统工程与工程管理学系陈广添先生、郑进雄教授和吴道宾博士。

香港中文大学(中大)系统工程及工程管理学系副教授郑进雄教授及其团队研发的智能山泥倾泻监测系统,最近于2018香港资讯及通讯科技奖(Hong Kong ICT Awards 2018)获颁智慧生活奖智能家居组别的银奖,获评为「非常耐用可靠」、「是一个有效的检测和监测系统,能保护市民的生命财产」。 

香港有六成土地为天然山坡,在持续降雨的情况下有机会触发山泥倾泻,如未能及早察觉泥石流的迹象,随时损毁民居酿成伤亡。郑进雄教授及其团队成功研发智能山泥倾泻监察系统,以低成本、低耗电量的监察仪器,实时侦测及传送山坡状况至当值人员的移动装置上。去年,中大伙拍土木工程拓展署辖下的土力工程处,在曾发生泥石流的深井新村进行实验,系统经历多次暴风,表现稳定,能够即时提供泥石流出现状况, 特别是在住宅区附近的山坡。 

土木工程拓展署自2010年开始,每年为30幅天然山坡进行风险缓减工程,至今已完成逾200幅,按风险程度在天然山坡兴建泥石坝或防护网,惟地处偏远的防护设施长期承受风吹雨打,对进行实地检视任何碎屑堆积物, 有一定的实际难度。 

有见及此,署方联同中大系统工程及工程管理学系,合作研究无人监测的智能系统,并于2016年11月率先以深井新村为试点,在当地的泥石坝及柔性防护网试行。郑进雄教授及其团队在试点19道防护设施的其中4道安装智能监察器,功能包括监察石坝内的水位,感应树枝、石块杂物的撞击,以及量度防护网受压的弯曲度,一旦达至预设的警戒线,系统立即发出警告讯号。当值人员只要配备简单的流动应用程式,即可24小时掌握每个泥石坝及防护网的状况,收到警号后,再用遥控镜头拍摄实时影像,决定是否派员清理;由于镜头具备红外线夜摄功能,可日夜监察防护设施。若遇上极端天气,它有助于主动提供适时的数据,评估住宅区附近的山体滑坡情况。 

山坡面积辽阔、环境高低起伏,电源与网络的覆盖是整个研发过程的最大挑战。为了兼顾成本效益,研究团队一方面采用常用、轻巧的零件组成感应器及镜头,减低硬件成本,同时降低耗电量,使电池可持续使用三年之久,大大降低维护更新之费用;另一方面,则增设太阳能板,部分电源由太阳能供应,在正常的存量下,太阳能足够监察器15天无间断运作。 

防护设备分散在山坡不同位置,智能监察器之间的信号连系亦是一大难题,团队起用了低耗电量广域网路技术LoRa来解决。经测试后,恶劣天气和不平坦的环境无损数据传输,各个智能监察器所发出的讯息,均完整地传送至基站,再以流动电话网络送出,给当值人员实时准确的资讯。研究团队成员吴道宾博士表示, 智能监察系统耗电量少、部署灵活,每套成本仅港币数千元,在去年试验期间经历了两次八级以上台风,系统运作如常,表现理想。最近试点已扩展至港岛南区的玛丽医院,智能监察系统安装至医院旁山坡上的大型泥石坝,为未来的大规模部署提供更多数据。 

有关中大工程学院「推动智慧城市」系列  

中大在人工智能及深度学习方面的研究领先全球,曾先后在人面识别和视觉识别的国际挑战赛中名列前茅;中大多媒体实验室被誉为「人工智能研究先锋」,与美国加州大学柏克莱分校、麻省理工学院、史丹福大学及牛津大学等齐名,是亚洲唯一获此美誉的高等学府。工程学院下设的信息工程学系、电子工程学系、系统工程与工程管理学系及计算机科学与工程学系多个研究团队,均致力开发人工智能及深度学习在智慧生活、智慧出行和智慧环境等方面的应用,致力把香港构建为一个世界级的智慧城市。未来,中大将推出更多利用人工智能改善人类生活质素的创新项目,并陆续于「推动智慧城市」系列中与公众分享。



(左起)中大系统工程与工程管理学系陈广添先生、郑进雄教授和吴道宾博士。

(左起)中大系统工程与工程管理学系陈广添先生、郑进雄教授和吴道宾博士。

 

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