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光纤研究中心开发的光纤水下监听系统在水立方中得到成功运用
发布时间:2008-08-27        浏览次数:130

      花样游泳素有“水上芭蕾”之称,比赛中运动员的许多动作需要配合音乐在水下完成,必须确保运动员在水下也能清晰地听到音乐声,为此,需要在水下有一套独立于放音设备的音频监听系统。8月18日,北京奥运会花样游泳项目在“水立方”正式开赛,该赛事使用的水下监听系统正出自我校光纤研究中心之手,而在此前的中央领导视察工作中,系统已得到胡锦涛同志的称赞。



      事情还得从今年5月说起,时值“好运北京”赛事举行。在赛事过程中,发现了水下放音可能出现故障的隐患,亟需一套独立的水下监听系统,以监听比赛进行时,水下音乐播放是否正常。为此北京奥组会曾考虑采用进口的水下麦克风,后因安装不便等原因放弃。时间紧迫,最后决定试用由我系光纤研究中心的光纤水下监听系统。接到任务后,光纤研究中心立即组织骨干力量赴京调研,结合“水立方”的实际情况提出解决方案,仅用1个月就完成了方案设计、设备开发和系统集成工作,并克服携带设备安检不便等困难再次赴京安装调试,获得一次性通过,被确定在北京奥运会花样游泳比赛中使用。



      据介绍,应用在“水立方”的这套光纤监听系统主机总重仅4kg左右,前端采用轻巧灵活的光纤作为音频传感器,并直接布设在泳池底部水中,面积小,布设方便,感应却十分灵敏,在整个音频范围内实现了音质上佳的实时回放。传感光纤和传输光纤统一在一根光纤上,安装现场不需要任何供电设备,有效传输距离长达数十米,如有需要还可扩展到数公里。且所用光纤材料细如发丝,不含金属成分,不带电,无需作防水处理,非常适合水下工作的需要,其工作成效也得到了事实证明——花样游泳比赛开始至今,该系统表现稳定,音质、音色实时还原、高度保真,效果好得连外国调音师都感到惊讶。



      这套光纤监听系统,从传感用光纤选择,光核心器件的设计、信号分析处理电路设计、系统集成、到软件设计,全部由我系光纤研究中心自主研发,体现了复旦的整体技术实力和工程应用技术的第一线实施能力。作为研发主体,光纤研究中心得益于材料系多元考核机制的宽松科研环境,在项目负责人贾波教授的带领下,以国家建设、社会发展紧迫和重大需求为研发背景和科研立项出发点,立足自身已有技术积累,并积极通过合作与交流,以灵活形式联合多个课题组技术力量,借助复旦雄厚的综合学科优势,攻克技术难关,这次研发的光纤水下监听系统就体现了复旦大学综合技术实力。如系统核心器件封装工艺由物理电子学教研组提供解决方案,光纤语音提取技术获得了物理系的支持,系统软件开发上,与计算机系老师进行了有益的交流,而电工系课题组更在电路开发设计上给予了直接的帮助,而在算法上,还得到数学学院老师的启发…可以说该系统的研发成功正是基于复旦百余年来积累的雄厚综合实力。


      在“水立方”的成功使用只是光纤技术在应用方面的小试牛刀,该技术还可广泛应用于安防、监控等领域,应用前景非常广阔。如我校江湾新校区的安防工作同样使用了光纤研究中心的光纤传感技术,只不过将单根光纤换成了数根光纤集合成的光缆以增加柔韧性,并采用了独特的核心部件和创新设计的整体系统。与传统的红外安防系统和电子围栏安防系统相比,光纤监控系统不易受树木遮掩,能屏蔽风雨雷电等环境干扰,而且在布设现场不用供电、隐蔽美观,填补了国内相关技术和产品的空白。