诗意施斌,用光纤感知大地!

来源:南大双创

南大施斌团队获2018国家科学技术进步奖一等奖的背后
施斌,何许人也?他这样形容现在的自己,“腆腆凸肚藏智慧,松松眼袋盛喜哀”。

2019年1月8日,国家科学技术奖励大会在北京举行。南京大学(苏州)高新技术研究院院长、地球科学与工程学院教授施斌团队的“地质工程分布式光纤监测关键技术及其应用”项目荣获2018年国家科学技术进步奖一等奖。这也是中国科研团队在地质与岩土工程监测领域取得的又一项引领国际科技前沿的重要成果。

1 用头发丝粗细的光纤感知大地灾害

1998年,施斌院长刚从美国访学回来,恰逢长江发生特大洪灾。当他来到最危险的荆江大堤考察时,了解到数百号人手牵手在农田里寻找管涌灾害点,心情十分沉重。施斌从考察团里了解到国际上正在研发一种分布式光纤测量技术,能够长距离、分布式监测被测物的形变和温度等物理指标。这给了他灵感,这种技术,能不能用来监测地质灾害?于是,他怀着这一好奇心,带领团队开始了长达二十年的理论、实践和产业化的征程。

历经艰辛探索和不断创新,施斌团队在地质工程分布式光纤监测方面取得了十余个关键理论和技术问题的突破。

用一根头发丝粗细的光纤,根据不同地质环境和多场监测要求,穿上各种“定制”的外衣,就能变成敏感强健的“大地感知神经”,使得大地一有灾害异动,远在千里的监测系统就能立刻发现目标,精准预警。

分布式光纤大地感知系统概念图(图中黄色线条为传感光纤)

三峡库区马家沟滑坡分布式光纤监测示意图

2 拎着毛巾脸盆去创业

施斌说,为了把成果转化成产业,当年他一人拎着毛巾脸盆去苏州创业了。2009年,南京大学(苏州)高新技术研究院挂牌成立,施斌为院长。2010年,成立了南智传感产学研平台。

他带领团队跑遍大江南北,把光纤监测系统安装在三峡库区、青藏铁路、南水北调、北京故宫、港珠澳大桥等300多个重大工程的土地上。

路途遥远,施斌常在火车上写了不少感言。

“今天冒着零下十六度的严寒,驱车前往山西武乡甲烷气新震源试验现场,考察光纤监测地震波的可行性,随笔:

气温在零下十几度热情在零上几十度 结冰的车窗上

用指温扣出一个洞

外面的景色变得更美了

地貌上千沟万壑

地下下万千宝藏

肃杀的黄土高原

坦露的

是宽广的胸怀

河道冰面的平静

不等于

没有漩涡激荡

没有了云的多姿

却有了碧空蓝天

没有了绿叶的枝丫

却看到了风骨的干

大地灰黄的底色

点缀着黄盔橙衣

气爆一声响

技术变革号吹响

施斌于2018年12月赴延安途中记

工地条件恶劣,施斌和他的团队也流了不少汗。

“来自鄂尔多斯营盘壕煤矿700米深孔光纤监测安装现场的图片,我给这组照片取名为“劳动之美”。在紧张辛苦的劳动中,没有忘记美的存在,必须为你们点赞!”

施斌于2018年7月记

“学生从陕北甘谷驿黄土水分光纤试验场地传来今天收工下山的照片有感。”

夕阳

湮没在黄土高原的尽头

地平线

缀满了晚霞的金色

同学

肩负起试验的行囊下山

天空

一颗颗的新星开始闪烁

施斌于2018年10月记

 ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍在施斌院长的带领下,研究院很快就有了收获,取得了良好的效益。2011年6月,南京大学“973”地质灾害分布式监测苏州研究基地、南京大学“863”光通讯器件与网络应用苏州研发基地、南京大学(苏州)分布式光纤传感技术工程中心和苏州市基础工程分布式传感监测技术重点实验室四个研究基地落户在研究院。研究院成立两年,就获得包括国家973、国家科技支撑计划、国家自然科学基金会重点项目等20余项科研项目的支持,一批科研成果得到有效转化,并开始产生良好的社会和经济效益。目前,研究院己引进并孵化了南智传感等高新科技企业18余家,注册资本超2.1亿元;研发平台5个,包括市级重点实验室1个,涉及分布式光电传感监测,生态与环境保护,生物制药和纳米技术等方面。‍‍

3 灾害治理的道理适用于人生

2017年2月24日,施斌到中国科学院东川泥石流观测研究站,考察了东川的泥石流和红土地。面对自然,他获得了许多对地质灾害防治和地质环境保护理念的新启示。

“东川这块红土地,其实是因为人类乱砍乱伐,导致大片滋养植被生长的红色土壤袒露给了人类才被发现的。

发现后,为了减少水土流失,改造良田,人类又发挥了艺术创造力,设计并通过种植各种不同颜色的农作物为大地画上更美的图画,供人们欣赏,并取得了良好的社会和经济效益。

从这一过程中,我们获得了这样的启示:人类破坏了自然,并不一定要复原自然面貌,人类还可以利用破坏的自然面貌,去创造出更美好的地貌景观和更好的收益。”东川泥石流治理与红土坡风景给我这样的启示:自然灾害是人类自己定义的,就自然界而言,它仅仅是一个自然过程。如泥石流,它其实是地球表面在内外动力作用下的一个夷平过程,由于它摧毁了房屋,掩埋了生命,人类就把它定义为灾害。但如果人类能够化灾变利,用祸造福,那么,这样的灾害就不再存在。

这应该是我们作为环境地质工作者治理地质灾害的最高境界,这也是东川将灾害变成风景的实践给予我们的宝贵启示。

此理不仅适用于灾害治理,也适用于人生的过程。”

施斌于2017年2月记

4 生活是一种永恒的沉重的努力

米兰·昆德拉的有一句名言,“生活是一种永恒的沉重的努力”。施斌在一次演讲中解读了这句话。

“这句话的涵义是:生活是一种努力,这种努力在人的一生中是不间断的、无休止的,而且这种努力又是沉重的、不是轻而易举的。如果一个人对生活有了这样的态度,他就会对生活的磨难有很强的承受力。但真正体会这句话的真谛,并贯穿于生活的细枝末节中,其实是一件很难的事,一般需要较长时间的人生历练才能慢慢领悟。领悟的快慢和深度取决于一个人的生活激情。因为一个没有生活激情的人往往被生活的沉重所压倒而放弃努力,结果一事无成。使生活充满激情,必须有大爱之心。达到大爱之境界,取决于一个人一生的修养。它与人的成长环境、教育经历、重要岗位历练、困难挫折磨砺、工作学习积累,见多识广等密切相关。我非常高兴地看到,在我们的团队里许许多多的年青教师和学生,能够自觉地寻找各种机会洗濯磨淬,勤勉担当,谦冲自牧, 笃学尚行。我为有这样的一支优秀团队而骄傲。

祝愿大家在新的一年,怀着 “生活是一种永恒的沉重的努力” 这句哲言,投入到火热的生活中。”

施斌于2017年1月记

20多年来,施斌和他的团队,怀着激情,将一个个研究成果努力变成专利产品,并推向了市场,为地质与岩土工程监测提供新的手段,向感知大地的目标一步步前进。

施斌与当年第一批从事光纤监测的研究生在一起(2002)

第一根光纤试桩监测成功后的现场留影(2005)

我国第一台商用化的分布式光纤应变单端解调设备


有40余种产品推向国内外市场,相关技术产品已出口到英国、美国、意大利、智利、马来西亚等国,节省部分工程监测费用70%—80%。