编者按：

  数字杭州，活力奔涌。超前的战略眼光，让杭州在创新领域率先起飞，从“杭州六小龙”引发的全球关注，堪称“杭州现象”。

  浙报集团杭州分社推出“新春走基层·一线潮——AI走读新质生产力”栏目，记者携手“西湖智库”专家走读杭州创新领域的新质生产力，沉浸式体验科技中国的春潮澎湃，一同走入杭州引育科技新锐的神秘之境……

  本期将镜头对准专注于守护“看不见的城市”的杭州叙简科技股份有限公司。　

  “当摩天大楼向上触达物理极限时，向下探索才是真正的前沿战场。”世界著名建筑设计师雷姆·库哈斯（Rem Koolhaas），曾这样论述城市建设的“要义”。 

  如今在杭州，叙简科技正拼搏于这个“前沿战场”——通过对瞬变电磁技术的创新运用，叙简科技将我们对城市地下空间的有效探测深度，从5米左右提升至60米，及时发现隐藏在道路、隧洞等设施地面以下的风险，守护“看不见的城市”。

  这一切是如何做到的？

  一“扫”便知地下全貌

  4月10日下午，杭州市余杭区良睦路上，一场对地下空间的检测正在进行。

  一辆多功能探测车，正以20公里/小时左右的速度，行驶在道路最右侧的机动车道上。探测车的身后，拖曳着一个长约3米、宽约1.5米，带3只车轮的“箱子”，这便是叙简科技的“明星产品”——小安A7。

  “小安A7内，有一套瞬变电磁的收发装置。当它随着车辆前进时，不断向地下发射数组频率不同的电磁波。”叙简科技技术总监邱彦林告诉记者，由于电磁波在地下遇到岩石、水体、金属等介质时，会反馈不同的电阻信号，因此，小安A7一边前进，一边给地下空间“画像”，“地下什么情况，一‘扫’便知。”

  随着城市建设的不断加速，对地下空间的影响也愈发明显。“修地铁、挖隧道、造高楼，都会改变周边的地质条件。最明显的是地下水，造高楼时挖的深基坑，或者地铁盾构工程，可能会把周边上百米范围内的地下水引流过来，导致附近道路下方形成空洞，进而造成塌陷的严重后果。”邱彦林说。

  去年10月12日，深圳滨海大道一路段塌陷，出现一个面积约50米、深度约2米的大坑，幸好现场无人员伤亡。根据官方通报，这起事故就是在地铁盾构过程中，引发的地质变化造成的。

  正在高速发展的杭州，同样会遇到类似问题。根据《中华人民共和国公路法》《城镇道路养护技术规范》等法规，国家明确要求对运营期道路进行检测，普通路段每1-3年进行一次常规地质检测，高风险路段每半年至1年进行一次专项检测，正是为了预防这种“城市病”，守护市民的生命财产安全。

  “目前，国内外普遍采用探地雷达检测。但由于雷达波遇水会快速衰减，很难穿透地下水的特性，导致其只适用于探测道路以下5米以内的浅层病害，而对于很多深达10多米甚至20多米的深层病害，就无能为力了。而小安A7发射的电磁波，能准确探测最深60米的地下空间。相比雷达波，探测深度提升了十余倍。”邱彦林说。

  在探测车的车厢中，记者见到了一台信号采集设备，叙简科技技术员李文杰正在紧张操作。“小安A7采集到的地质信息，都会以曲线的形式反馈。”李文杰指着屏幕告诉记者，“一旦曲线突然变化起来，就说明地下出现异常，需要重点记录分析。”

  根据记者观察，此次测试的路段为4车道，长约2公里，检测需要跑4个来回，总时长约30分钟。“我们将数据带回公司，进行进一步分析，最快2个小时就能出具检测报告。根据报告，市政部门能尽快对风险点位进行钻孔、灌浆等处理，最大程度预防地质灾害事故。”李文杰说。

  从“实验”到“实战”

  “小安A7是一个从高校实验室里走出来的产品。”杭州叙简科技董事长金国庆告诉记者，“整个研发过程，我们足足花了6年。”

  2018年，金国庆与自己的恩师——中国工程院院士、吉林大学教授林君共同开启了“地下城市空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置及探测方法”项目。此前，瞬变电磁技术广泛运用于地质勘探领域，而叙简团队的目标，是要将其运用到城市当中。

  “相比雷达波，电磁波有优势，也有短板。比如，电磁波抗干扰能力很差。如果在人迹罕至的山区里探矿，问题不大。可一旦把它放在充满电磁信号的城市里，就会受到严重影响。这也是我们在研发过程中，必须要解决的问题。”金国庆说。

  如果仔细查看小安A7，会发现它大有奥秘。比如，这个总重量超过300公斤的“大家伙”身上，没有一个金属件。包括外壳、轮轴，甚至螺丝、与牵引汽车之间的连杆等皆为高强度塑料、陶瓷等非金属材料。

  “我们为电磁波创造了一个屏蔽场，尽最大可能降低受到的干扰，提升检测的准确性；同时，我们还要保证设备持久耐用。”金国庆说，仅这几项要求，背后就蕴含了大量创新尝试和不厌其烦地实验。整个研发过程中，仅小安A7的设计方案就更新了20多次。

  电磁波的发射与采集也大有讲究。“在进行地质勘探时，电磁波的最大探测深度能达到数百米。而探测城市地下空间时，60米就足够了。深度浅了，但精度的要求大大提高。这就需要团队在电磁波的发射方式、发射频率、稳定性等方面反复钻研、试错、调整，才能真正让这项技术从实验室走向实际应用。”金国庆说，截至目前，在小安A7的研发过程中，团队发表SCI检索论文18篇，其中10篇位于一区Top期刊；还获得发明专利20项，其中国际发明专利2项。

  从“实验”到“实战”，还需要强大的“功底”。“一条2公里长的道路经探测后，获得的数据量可能多达500G以上。我们必须对数据抽丝剥茧，精细分析，同时还要考虑温度、湿度等变量。通过大模型技术赋能，我们不断提高计算分析能力，力争每一次检测都能还原一个真实、准确的地下空间。”金国庆告诉记者。

  六年磨一剑，其间是巨大的人力物力投入。“我们获得了杭州市顶尖人才和团队重大‘一事一议’政策补助，政府还为我们提供和联系了大量测试和应用场景。”金国庆说，自小安A7去年问世以来，已在杭州余杭区、上城区，以及温州、南京、深圳等城市进行了上百次探测，探测道路总里程超300公里，总测线长度超1500公里，让设备和技术快速磨合，迈向成熟。

  迈向产业蓝海

  如何合理开发和保护城市地下空间？这个问题正引起国家的重视。近年来，住建等部门先后出台或修订《城市地下空间规划建设管理办法》《关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》《城市安全风险综合监测预警平台建设指南》等法规，规范管理城市地下空间并推动智能化升级。

  随着城市数字治理的不断推广和普及，国内不少城市正积极推进城市数字孪生系统的建设。城市数字孪生，是通过构建虚拟城市模型，打造一个城市地上、地下空间的“数字副本”，以优化管理、提升效率。目前，雄安、杭州、上海、深圳等已先后开始了数字孪生城市的建设。

  “城市数字孪生建设，其中一个关键点就是探测。”金国庆告诉记者，探测技术的进步，能够让政府更精准地掌握城市动态。这套体系的背后，是一个巨大的市场蓝海。

  根据统计，全国城市道路总里程已达55.4万公里，并以每年3%左右的速度持续增长。“以所有道路一年检测一次，每公里检测费用为1万元计算，仅探测市场的规模每年就达55亿元。如果加上同样需要探测的高速公路、建筑工地、大坝等，我们面对的市场总规模将达到每年400亿元以上。”金国庆说。

  在今年3月31日召开的杭州城市大脑推进会上，“勘察智护”系统作为未来杭州力推的多个城市级“智能体”之一亮相。截至目前，“勘察智护”已累计接入工程地质勘察项目1743个，产生风险预警2434条。

  为适应更加丰富的应用场景，叙简科技正在抓紧研发小安A7的各种升级版本。比如，手推车式的设备，可以在人行道、非机动车道、堤坝斜坡面上探测，实用性更强；轨道式设备，适用于隧道内、地铁内的侧面及顶部探测，不仅可以向“下”探，也能向“上”探；无人机挂载式设备，经过轻量化后，可以用于高速公路周边、国土资源勘探，受到的局限更少……

  “技术不断发展，我们守护‘看不见的城市’决心不变。未来，我们希望加强与社会各界合作，参与到城市地下空间检测管理标准的制定当中，为城市、为市民带来更多的安全感。”金国庆说。（监制 谢晔 策划 张彧 记者 赵路 ）