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我国首个人工智能探地雷达“地下鹰眼”，守护城市空间安全
近日，中国航天科工三院35所发布了名为“鹰眼-A”的新型探地雷达。该成果是我国首个全阵列式三维体制的探地雷达，实现了人工智能技术在地质探测领域的应用，管线智能检测正确率已超过90%，误报率小于5%，其地下空间一体化巡检能力，将有助于提升城市空间精细化管理水平。
伴随着城市化进程，地下空间安全问题日益凸显，越来越多的管线和路面面临老化问题，潜藏着路面塌陷、燃气管线泄露等危险。日前举办的“2018中国国际城市管线展览会”透露，仅今年7至10月四个月内，国内共发生地下管线事故160余起，路面塌陷事故60多起，多起事故造成了重大人员伤亡和财产损失，10月内即造成８人死亡、14人受伤。
该新型探地雷达依托军转民技术，能够快速、全面、精准地“透视”城市地下多材质市政管线、油气管线信息，以及城市道路空洞、疏松、富水等土体病害信息。可以实现地下６米内三维数据的采集与存储、厘米量级的探测间隔和毫米级大地坐标测量。
“鹰眼-A”攻克了国内的阵列探测难题，真正从工作机制上实现了阵列式探测。项目负责人介绍，“鹰眼-A”采用多发多收工作体制，多部发射机顺序发射超宽带电磁脉冲，多部接收机同步接收，结合阵列信号处理技术，在雷达运动过程中同时分别形成平行和垂直（正交）于运动方向的多条测线，克服了传统的单通道/多通道探地雷达只能在运动方向形成一条或多条测线弊端，大大提升了探测效率，实现了地下三维信息的实时采集。
项目负责人说，即便在要求最为严苛的地下空间详查中，“鹰眼-A”相较于常见的由人工操作的单通道雷达，探测耗时可缩短80%；相较于车载拖曳的非阵列式探地雷达，探测耗时可缩短50%。
“鹰眼”系列探地雷达还加载了人工智能处理系统，能够自主检测、识别并标记多类主要地下异常信息，完成如地下管线、道路土体病害信息的解释，并即时生成通用结果“报文”，大大缩减了人工数据分析工作量以及人工判读的主观性，提高了数据解释效率、准确度和置信度。该所科技委主任焦晓亮介绍，人工智能技术在我国地质构造自动分类、识别领域的研究较少。航天35所作为军工领域较早开展人工智能技术研究的研究所，借助专业优势，率先实现了人工智能技术在地质探测领域的应用，并已经在地下管线智能检测上获得突破。
此外，该新型探地雷达还可根据地下空间探测需求实现“功能+”，可在一体化巡检车，配备多型智能传感器，如激光燃气传感器等，通过检测空气中燃气浓度，结合雷达探测得到的地下管线信息，定位泄露管线。地下空间一体化巡检也是智慧城市管理的趋势，“鹰眼-A”可实现大地坐标与地下空间信息的融合，获取的地下空间信息可实时动态接入“智慧管网”或“城建大数据”等平台，通过数据共享和集成，实现城市空间地上地下“一张图”管理，提升我国城市空间精细化管理的水平。
据悉，航天35所同期研发的“鹰眼”探地雷达系列还有“鹰眼-M”多通道探地雷达、“鹰眼-S”单通道探地雷达、“鹰眼-TW”穿墙式救援雷达及用于地铁修建的“鹰眼-UD”型大深度探地雷达。其中，“鹰眼-UD”已实现地下异常体23米超前预报。
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