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【所庆专刊】张旭苹教授团队综述：DAS技术开启公路智能监测“全结构深度感知”新时代
【所庆专刊 · 开栏语】
2026年，中国电子科技集团公司第三十四研究所迎来建所55周年。值此之际，本刊特设“所庆专刊”，以学术述评为主要形式，集中呈现一批来自科研一线的优秀成果与前沿思考。
在专刊筹备过程中，我们十分荣幸地邀请到南京大学现代工程与应用科学学院张旭苹教授团队为本刊撰稿。张旭苹教授是分布式光纤传感领域的著名专家，在相位敏感光时域反射（Φ-OTDR）及分布式声波传感（DAS）技术研究方面造诣深厚，享有盛誉。此次邀约到张教授团队的力作，既是对本刊学术质量的肯定，也为所庆专刊增添了极具分量的前沿成果。
本期推出的文章全面综述了DAS技术在公路智能监测领域的工作机理、系统架构与工程应用，深入探讨了传感光缆布设方案、信号增强与参数反演等核心技术，并展示了基于非开挖路面全链路监测系统的全天候分车型车流量化验证成果，为智慧公路全结构深度感知提供了统一的技术方案与工程实证。
本文为《所庆专刊》专家文章的导读与精要呈现，全文拟于2026年第4期正式出版，敬请期待。
本期核心文章
张旭苹1, 2†，闫 森1, 2†，张益昕1, 2，
董智捷3，黄尚佚1, 2，江亚楠1, 2，
桂 今1, 2，赵晓宇1, 2，陈奂文4
（1.南京大学 现代工程与应用科学学院，南京 210023；2.智能光传感与调控技术教育部重点实验，南京 210023；
3.东南大学 交通学院，南京 211189；4.杭州法艾博光电科技有限公司，杭州 310000）
文章导读
公路监测正经历从“离散点式”向“全域连续”的范式变革。传统地感线圈、微波雷达、视频摄像头等点式监测手段，在长距离覆盖、全天候工作和内部病害识别方面存在明显局限。南京大学张旭苹教授团队在《光通信研究》发表的综述论文，系统阐述了分布式光纤声传感（DAS）技术在公路智能监测领域的原理、方案与应用，为智慧公路建设提供了全新的技术路径。
核心亮点
亮点一：原理突破——从“点”到“线”的感知革命
DAS技术将普通通信光纤转变为长达数十千米的连续传感器阵列，通过探测瑞利散射光的相位变化，实现对沿线振动、应变信号的分布式感知。论文指出，DAS系统输出的相位变化与光纤轴向形变呈线性关系（Δφ=4πnΔL/λ），这构成了车辆荷载定量测量的理论基础。车辆通行产生的准静态应变场（0.1~5 Hz）和动态面波场（5~50 Hz），均可被DAS系统精准捕获。
亮点二：三大布设方案——适配不同工程场景
论文系统梳理了三种光缆布设方案：
既有光缆复用：成本最低，利用沿线通信光缆冗余信道，适用于大范围快速监测，但信号精度受限。
直埋光缆：精度最高，光缆与路基土体紧密耦合，可采集亚赫兹低频形变信号，实现荷载定量反演，但施工需开挖路面。
表面贴敷光缆：灵活轻量，适用于不具备开挖条件的运营道路。论文通过欧洲斯洛文尼亚的对比实验发现，水泥栅栏基底的信噪比可达16.83 dB，显著优于土地表层。非直埋布设在5~50 Hz高频段呈现清晰的单峰信号特征，更适合车辆流量统计。
亮点三：信号处理——从经典滤波到深度学习
论文全面综述了车辆轨迹检测技术的演进：
经典方法：F-K变换、霍夫变换等，在低信噪比、高密度车流场景下适应性有限。
深度学习突破：从自监督反卷积自编码器到CarDenoiseNet成对监督学习，从YOLO目标检测到U-Net语义分割再到实例分割，算法能力持续跃升。特别是YOLOv8-seg实例分割网络，能够对每辆车生成独立像素掩码，解决密集车流轨迹混叠问题，同时实现分车型流量统计。
亮点四：多场景应用验证
论文展示了团队在温州长距离高速公路的24小时监测结果：日间乘用车流量远高于商用车，18:00~20:00达全天峰值；乘用车平均车速85~100 km/h，商用车65~78 km/h。此外，团队提出的LR-Net多任务检测网络，在道路安防场景中实现了99.1%的mAP和±1.5 m的定位精度，可稳定区分行人扰动与重型机械振动。
未来展望
论文指出了三大技术瓶颈与发展方向：
智能算法升级：融合弹性力学物理先验与深度学习，构建物理约束型AI识别网络，提升复杂场景信号解译能力。
标准化布设体系：建立涵盖光缆选型、施工工艺、长期服役评估的完整技术规范。
车路一体化平台：打通光纤传感、视频监控、毫米波雷达等多源数据，实现交通流感知、结构健康监测、路域安防预警的协同研判。
结语
DAS技术将光纤从“通信介质”转变为“感知神经”，使公路监测实现从“点式离散”到“全域连续”的跨越。张旭苹教授团队的这项系统性工作，为智慧公路的“全结构深度感知”提供了坚实的理论与工程基础。随着标准化体系建设和智能算法持续迭代，DAS技术有望从示范试验走向路网常态化商用，成为智慧交通基础设施建设的核心技术支撑。
【所庆 · 人物名片】
张旭苹（1962—），女，博士，南京大学二级教授、博士生导师。1983年、1986年、1995年分获东南大学电子工程学士、硕士、博士学位。长期从事分布式光纤传感原理、技术及应用研究。
