香港理工大学（理大）最近与西南交通大学及大连交通大学合作，将理大研发可用于监测铁路及大型基建结构的‘光纤光栅监测技术’试用于全国高铁，以期进一步提升高铁的可靠性和有效监测它的结构健康与安全。理大校长唐伟章教授与副校长（科研发展）卫炳江教授于上月中旬更获邀请率领考察团乘搭京沪高铁。参加考察团的成员包括多位校董、研究人员与学生会代表，他们对京沪高铁的高质素服务留下了深刻的印象。
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理大与两所内地高校的研究人员已在全国高铁的多个路段安装了光纤光栅监测系统。该系统中数百个先进的光纤光栅感测器将为工程人员提供如震动、加速率及温度变化等大量重要资讯以监测列车、轨道与结构元件的状况，从而进一步提升高铁的结构健康与安全程度。
身兼光通讯讲座教授的理大副校长（科研发展）卫炳江教授表示，光纤科技的发展日新月异，并已扩展至广阔的应用层面，如传感系统、生命科技、测量及结构工程。而铁路工业是光纤科技其中一个重要应用的领域。
理大已建立了实力强大的跨部门研究团队，钻研光纤科技在不同范畴的应用。团队骨干成员包括理大电机工程学系何兆鎏教授、谭华耀教授、廖信仪博士；土木及结构工程学系倪一清教授、殷建华教授；机械工程学系周利民教授、成利教授；及电子计算学系王丹博士。
轨道与列车运作监测的工作在何兆鎏教授及谭华耀教授的指导及带领下，研究小组已在高铁的重要路段装设了光纤光栅监测系统。该系统能对轨道及通过的列车作全时及全天候在线监测，并把测量数据传送至理大再作深入分析。该监测系统具备多种功能，它不但能对轨道状况的各种变化作实时监测，系统亦同时采集行驶中高铁列车的车速、车轴计数、轴重平衡及振荡等多种重要数据，以作记录及详细分析。光纤光栅监测系统除了对营运中的高铁有着正面的效益外，对高铁技术的研究及发展亦必定有所贡献。
由理大铁道工程跨学科研究召集人倪一清教授率领的研究小组与大连交通大学合作，在新一代高速检测列车上安装各类自研发的光纤感测器，完成在高铁试验先导段上的高速列车动态特性测试，小组研发的光纤风压感测器已成功应用在此次‘高速监测之旅’。
同时，在与西南交通大学的合作中，倪一清教授和殷建华教授利用自研发的光纤水准仪对高铁路基的变形沉降进行监测，以掌握高铁路基沉降的变化规律和发展趋势。该小组目前与北车集团公司、大连交通大学、西南交通大学等合作，正在进行利用智能阻尼技术提高未来新一代高速动车组运行平稳性的合作研究。
由理大主办，西南交通大学、北京交通大学、大连交通大学、台湾中华顾问工程司、浙江大学和清华大学协办的‘第一届高速及城际铁路国际会议’将于今年七月二十至二十二日在深圳和香港举行。
理大科研人员研发用于铁路监测的光纤技术屡获国际殊荣。二零零四年，谭华耀教授研发的‘光纤光栅铁路监测系统’于瑞士日内瓦举行的第三十二届国际发明及创新技术与产品展览中荣获金奖，另由何兆鎏与谭华耀两位教授合力研发的‘感测器与铁路监察系统的应用’专案，亦于同年在上海市举行的第五届中国发明展中获得铜奖。
理大校园内设有一所‘智能铁路研究实验室’，积极进行有关铁路安全的研究工作。实验室由理大电机工程学系何兆鎏教授领导，乃专为进行改善铁路基建营运与安全的研究而设。这些技术多年来经过不断改良，已适用于实际环境及多个范畴。
理大机械工程学系的研究团队基于在结构损伤检测领域多年的研究经验和成果，将致力于开展针对高速轨道运输系统的多尺度即时诊断及监测技术的研究。研究团队发展了一种基于超声导波的即时诊断及健康监测技术，并设计出智慧诊断感测器网路用以监测高速轨道运输系统关键部位的疲劳裂纹，腐蚀等缺陷。结合镭射驱动感应技术该团队将对桥樑、隧道、铁轨、车体、底盘和轮轴等结构进行多尺度的健康检测研究。
有关光纤技术的补充资料：
由理大研发的光纤光栅监测系统是基于一种刻写于125微米直径光学纤维中，10微米芯径里的一维光纤光栅。这种光栅能以反射光的波长变化反映感应值，由于波长是绝对参数，因此能高度准确地保存及传送感应资讯。此外，光纤光栅感测器的另一独特之处，是数以百计的光纤光栅感测器可安装于单一光纤光缆并连接至数十千米的距离，并能同时感应各种环境转变，如温度、应变、振动、加速率及倾斜状态等。换言之，一根小小的光纤便可取代数以千计的传统监测装备，得以准确地收集和处理大量的资讯。
传统电子感测器需要大量空间安装、繁复的电缆接驳和电磁遮罩以在实际应用时抵御电磁干扰。与此比较，光纤光栅感测器可内藏于微型光纤中，兼且不受外间干扰影响，因此能监测电子感测器无法复盖的位置。随着光纤光栅感测器的使用，许多以往无法进入的验测点现已可利用光纤光栅感测器测量。这先进的光纤光栅科技已成功应用在不同的基建上。现时全世界最高的电视塔、楼高六百米的广州塔亦有采用理大的光纤光栅感测器以监测其结构健康与安全。
（完）
