德國智能鐵軌可預報地震

　　日前，德國科學(xué)家成功研制出新一代的智能鐵軌。這種鐵軌不僅可以精確測定地震波到達鐵路的時(shí)間和方位，還可分辨出地震、火車(chē)、人或動(dòng)物所引發(fā)的不同震頻,從而可以避免人員傷亡。

　　據德國《世界》介紹，這種新一代智能鐵軌由德國卡爾斯魯厄大學(xué)(Universit Karlsruh)等三所大學(xué)的科研人員聯(lián)合研制。它最大的功能就是能及時(shí)偵測到前方軌道的險情，指示列車(chē)減速或暫停。

　　對于許多國家來(lái)說(shuō)，鐵路系統的危險預報機制還很不成熟，有些國家即使有，也因為軌道傳感器長(cháng)期安置在鐵路上，處于日曬雨露，地質(zhì)情況十分復雜，而很難發(fā)揮正常作用，甚至往往失效，尤其是不同震波的信號混雜在一起，傳感器將無(wú)法及時(shí)檢測到相對微弱的P波(P波是地震來(lái)臨前的一種預報波)。

　　因此，德國的這個(gè)名為“EWS Transport”研究小組開(kāi)發(fā)出了適用于絕大多數國家和地區的新一代智能鐵軌網(wǎng)絡(luò )系統，它相當于世界上最大的地震傳感器。

　　該系統的工作原理其實(shí)并不復雜：鐵軌上的傳感器在檢測到地震的前奏——P波之后，便會(huì )報告中央計算機，后者會(huì )分析震中位置并創(chuàng )建地震圖，在三秒鐘內精確測定地震的強度和破壞程度，同時(shí)計算出強震波到達的時(shí)間和地點(diǎn)，預測可能出現的軌道斷裂和隧道坍塌。緊接著(zhù)，中央計算機將在數分鐘內創(chuàng )建精確到米的地震規模圖，生成對比數據和受損鐵路的目錄，同時(shí)制定出緊急行動(dòng)計劃。在地震達到一定級數之后，中央計算機還會(huì )干預交通系統，指示列車(chē)停下或減速。參與該項目的地球物理學(xué)教授弗里德曼·文策爾(Professor Friedemann Wenzel)將其命名為“實(shí)時(shí)地震學(xué)”(Echtzeitseismologie)。

　　簡(jiǎn)言之，智能鐵軌可以不斷提高震災情況分析的精確度和完整度，相當于一個(gè)擁有自我調適能力和學(xué)習能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統。它可以應用于各個(gè)國家和地區——從風(fēng)險較低的萊茵河上游到地震頻繁的印度尼西亞。

　　為了解決預警系統的信號干擾問(wèn)題，研究人員還開(kāi)發(fā)出了一種“嵌入式鐵路系統” (ERS，Embedded Rail System)，該系統已在德國、西班牙和荷蘭的部分社區投入實(shí)際應用。據埃伯哈德·霍奈克(Eberhard Hohnecker)教授介紹，鐵路附近的街道交通、農場(chǎng)拖拉機或是火車(chē)本身傳來(lái)的震動(dòng)都會(huì )對傳感系統造成一定的干擾，而ERS系統可以清楚地分辨出頻率高達30赫茲的地震波和幾百赫茲的火車(chē)震動(dòng)。通常軌道系統的每公里組件個(gè)數高達55000，而ERS系統僅由軌道、基地、擁有彈性容量和傳感儀的混合器三部分組成，這一結構為強大的信號分離功能提供了良好的前提條件。另一方面，在實(shí)際應用中，ERS系統各個(gè)組件間的距離可達1.5公里，人們可以根據自身需要選擇不完全安裝。

　　目前研究人員正致力于改善ERS分析系統，他們將傳感器、敏感度較高的電線(xiàn)圈和光學(xué)手段結合起來(lái)，使其初步具備了識別動(dòng)物蹄聲的能力。在未來(lái)，ERS系統有望自動(dòng)識別軌道闖入者。與此同時(shí)，奧地利科學(xué)家正致力于研究碎石、泥漿和雪崩碎片等所引發(fā)的不同信號。目前，研究人員已獲得了巴登符騰堡州地震局(Landeserdbebendienst Baden-Württemberg)的數據支持，并在德國西南部進(jìn)行了一系列的相關(guān)實(shí)驗。