理大研究团队开发地下管道检测技术 准确定位水管渗漏及空洞源头

妥善维护地下基建设施对城市可持续发展具有关键影响，然而香港地下管道密集程度冠绝全球，令相关设施的检测及保养工作极具挑战性。香港理工大学（理大）研究团队利用多项先进的地下勘探技术，开发出高精度地下管道检测系统，能预早侦测、定位及分析管道渗漏及空洞等异常情况，有助优化城市管理。

地下管线支撑着供水、供电及通讯等民生所需服务，当管道逐渐老化和耗损，并出现爆裂及渗漏时，不但有机会导致服务中断，更会引起道路沉降，甚至交通事故。由理大土地测量及地理信息学系副系主任（教学）及教授赖纬乐教授及其研究团队研发的崭新技术，能透过分析地下影像及渗漏噪音，侦测管道状况及锁定问题所在位置，并分辨管道受损情况。相关技术可应用于香港纵横交错的管网环境，有效预防上述潜在城市风险。

多通道及车载式探地雷达进行大范围检测

目前，建筑界经常使用探地雷达技术检测地下设施的状况，它基于电滋波反射原理，可扫瞄地下结构并生成地下造影。研究团队利用了多通道及车载式探地雷达进行大范围扫瞄，收集地下管道造影，并解读土壤中管道出现渗漏时的特征，并由此制定量化基准，协助客观判断管道范围是否存在泄漏及渗漏程度。

这项技术令研究人员可在地下管道出现空洞及渗漏前作预先检查，并透过分析雷达数据随时间推移的变化，持续侦测渗漏情况。研究的关键之一是开发出一套统一分析框架，生成一致、可量化方式解读的探地雷达成像。赖教授说：「在传统应用中，探地雷达是主观近地表地球物理测绘及勘探技术，这项研究将其发展为具有客观标准的测量诊断工具，用以识别、定位灾害并评估其严重程度，进一步推进探地雷达的应用。」

分析渗漏噪音寻找渗漏源头

藉着探地雷达技术发现特定范围的地下管道出现渗漏后，找出问题大概所在位置，并进行修复工作至关重要。修复工作依靠精确定位以进行挖掘，这时就需要用上另一种科技——漏点噪音辨识及其定位。研究团队多年来分析了大量渗漏点及远离渗漏点的噪音，从而识别出两者在振幅及强度上的特征，并发现噪音模式会因应渗漏情况（如管道爆裂、阀门松脱）及其严重程度而出现明显差异，因此可根据这些声音数据锁定渗漏位置，并进一步分析问题。

业界过去主要透过地面麦克风、噪声仪等相关工具，在怀疑渗漏源头及阀门处等高风险位置定点收集声音数据，但往往因环境杂音干扰而影响分析结果，很多时候未能准确找出渗漏位置及判断问题状况。他们正研究结合配备声波传感器的机械人，直接深入地下管道收集声音，冀更精准定位渗漏源头，协助快速安排维修工作。

结合机械人及人工智能科技

赖教授从事地下管道检测研究长达十余年，获多个政府部门及行业机构支持。其中，他的研究团队与水务署在2021年合作成立「地下水管测漏中心」（Q-Leak），共同推动先进水管测漏技术。双方早前与深圳市博铭维技术股份有限公司签订合作备忘录，成立管道机械人联合实验室，就研发智能水管检测机械人开展合作。

研究团队亦与政府和业界合作，利用过往收集所得的探地雷达成像和渗漏噪音，建立数据库及人工智能模型，快速比对和分析影像及声音，未来有望处理更大量的数据，并提供更准确及可靠的检测，支持香港以至其他地方进行大规模的地下管道检测。

赖教授指出：「水务署计划在2030年底前将政府水管的渗漏率由13.4%降至10%以下；同时，路政署报告显示2021年至2023年间共有52宗道路沉降事件，当中不少是由于高水压导致地下管道爆裂。我们期望结合不同技术，发展数据驱动的预警系统及监测方案，并协助制定以风险为本的管理策略，全面提升地下渗漏及空洞探测的准确度和效率，并为相关决策提供科学依据。」

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