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現代都市的地下渠道環境變化錯綜複雜，當中的二氧化硫等氣體有可能對前線人員的安全帶來威脅，沼氣更有機會引起自燃甚至爆炸，而渠道阻塞則隨時可能在暴雨來襲時造成大面積的水浸。香港中文大學（中大）電子工程學系吳克利教授的研究團隊，最近在香港創新科技署的資助下，與香港特別行政區政府渠務署（渠務署）及物流及供應鏈多元技術研發中心合作，研發出無線智慧排水系統，可實時監測地下渠務管道的狀態，聯同渠務署於九龍灣區百餘個沙井進行實地測試論證，長期實時監察沙井內水位及氣體的變化。該系統創新地利用沙井蓋為傳輸天線，突破了由地下往地面無線通訊的限制，實時監測及無線傳送水位與氣體的異常變化，守衛城市安全。 

雨水渠、污水渠及沙井是城市的基礎建設，因其密封性而易於積聚沼氣、二氧化硫等氣體。現時地下渠務管道沒有檢測氣體濃度的裝置，一旦這些氣體的濃度過高，有機會對前線工作人員構成風險。 

利用沙井蓋為傳輸天線 實時監測地下渠道 

針對以上問題，吳克利教授率領的研究團隊，經過兩年多時間，研發出這項全球首個大規模地區無線智慧排水系統的網絡實時監測實驗研究。自去年八月起，團隊逐步在九龍灣區百餘個沙井安裝了輕巧的無線探測裝置，每個裝置可配備五個不同的傳感器：分別監測無色、有腐蝕性帶惡臭的硫化氫（H2S）；有強烈刺激性氣味的無色氣體二氧化硫（SO2）；沼氣中的主要成分易燃氣體甲烷（CH4）；水位變化及沙井蓋開關狀態。探測裝置組成一個完整的系統，可全面地監測該區地下渠務管道狀態。通過無線網絡傳送的數據及大數據分析，工程人員可及時得到關於氣體溢出、非法排放污水、淤塞等方面的資訊，有效預防氣爆或水浸災害、發現異常環境污染源、研究水位及流速的變化，為未來城市建設提供依據。 

吳克利教授指出：「構建無線地下渠務管道探測系統的一大挑戰，是如何使電波穿透14厘米厚的鐵製沙井蓋，將收集的數據實時傳送至附近的基站，再通過4G無線網絡發放至工程人員手中。研究團隊突破傳統思維方式，不將沙井蓋視為障礙，反將之變為自適應天線的一部分，有效將數據透過無線網絡傳送至位於大廈天台的基站。」吳教授補充：「另一項挑戰是沙井濕氣極重，含強腐蝕性氣體，可使裝置內的氣體傳感器快速損耗。研究團隊巧妙地設計了一個全密封式微型氣體分析裝置，有效地解決了氣體傳感器在惡劣環境下的耐用性問題。」 

有效實時監察城市地下環境的動態變化有助香港構建成一個優質生活的智慧城市；該系統每個探測裝置的硬件成本不高，管理軟件方便擴展，氣體傳感器的種類和數量均可按用家的要求設置。 

中大射頻輻射研究實驗室　

中大的射頻輻射研究實驗室（Radio-frequency Radiation Research Laboratory)早於2006年成立，裝備了全球最先進的天線測試系統，是香港唯一有ISO17025（檢測和校準實驗室能力的通用要求）資質的天線及無線輻射實驗室，由吳克利教授擔任實驗室主任。該實驗室歷年來致力提升通訊技術的研究，在多項研究領域處於國際領先地位，並為上述項目的研發工作，尤其在硬件系統的開發提供了有力的支持。是次研發的無線智慧排水系統，已有多家內地及海外機構相繼表示出濃厚的興趣，有意商討該技術的應用和推廣。實驗室亦正在為系統的核心技術申請發明專利，期望為各地提供專業的排水系統監測方案。 

有關中大工程學院「推動智慧城市」系列

中大在人工智能及深度學習方面的研究領先全球，曾先後在人臉識別和視覺識別的國際挑戰賽中名列前茅。中大多媒體實驗室被譽為「人工智能研究先鋒」，與美國加州大學柏克萊分校、麻省理工學院、史丹福大學及牛津大學等齊名，是亞洲唯一獲此美譽的高等學府。工程學院下設信息工程學系、電子工程學系、系統工程與工程管理學系及計算機科學與工程學系多個研究團隊，均致力開發人工智能及深度學習在智慧生活、智慧出行和智慧環境等方面的應用，致力把香港構建為一個世界級的智慧城市。未來，中大將推出更多利用人工智能改善人類生活質素的創新項目，並陸續於「推動智慧城市」系列中與公眾分享。