又是一年春來到,在2023年春節期間,我國重要媒體——中央電視臺,推出了系列節目《傳感中國》,通過傳感器這一細小的高科技領域,透視我國近些年高科技產業的快速發展,同時也向億萬中國民眾科普了傳感器在春運、南水北調、農業、物流、智慧城市等等關系國計民生的重大工程中發揮的巨大作用。 這是央視罕見地科普某高科技應用,也是傳感器這一高科技技術,首次作為“主角”登上我國頂級媒體頻道,在《新聞聯播》等全國性節目中成為全國民眾的焦點。或許,有許多民眾,首次在《新聞聯播》中了解傳感器、認識傳感器。 今天,我們來重溫這個特別的央視春節電視節目,《傳感中國》系列全部5集,本文收集該系列欄目所有視頻&圖文內容,值得大家觀看,看看央視介紹我們所從事的傳感器產業發揮多么重大的作用!
《傳感中國》各集簡介,可根據需要選取相應內容查看:
第一期《傳感中國》:分秒為計守護回家路——春運高鐵道路橋梁中的億萬傳感器
第二期《傳感中國》:千里送花,一路余香——物流運輸中的傳感器
第三期《傳感中國》:來自遠方的甘甜——南水北調國家工程中傳感器的巨大作用
第四期《傳感中國》:五分甜一分酸,訂制家的味道——數字農業傳感為先
第五期《傳感中國》:變“聰明”的城市——傳感器在重慶市等智慧城市建設中的應用
第一期《傳感中國》:分秒為計守護回家路——高鐵道路橋梁中的億萬傳感器
這個春節,當我們踏上回家的路、收到遠方的禮物、吃到家里的團圓飯……這些習以為常的生活背后卻有著不為人知的傳感技術守護。借助安裝在智能制造裝備上數以百萬的傳感器,以全新的視角和技術手段,帶您感知平常背后的不尋常。
重慶北站,春運期間,平均每天發送旅客約10萬人次,家住四川省甘孜藏族自治州的小伙兒夏加拉布,登上了當天最早開往成都的智能復興號列車。
短短77分鐘的車程,列車將經過地質極不穩定的山區,平均每3分鐘鉆過1個隧道。這一瞬間,對時速350公里的列車來說,卻面臨著巨大挑戰:隧道內的空氣受驟然擠壓,釋放出強烈的氣壓波沖擊列車,然而此時,為何車內的乘客卻幾乎毫無察覺呢?
我們解構了這一瞬間,發現了列車平穩度過的秘密:軌道上存儲了定位信息的盒子,它時時與列車通信,提前2秒,讓列車得知前方進入隧道。藏在車體頭部的傳感器感知壓差變化,指揮進風、排風閥門瞬間關閉,讓車內氣壓不受外界變化影響。
而黑暗隧道內的快速行駛,肉眼無法識別的細微安全隱患,也正是靠著監測著車輪、軌道傳感器的自動預警排除。
重慶車輛段動車視頻分析組工長 馮彬桃:我們每天大約分析有65萬張圖片,數據刷新得益于它的3000個傳感器。感觸最大的是我們的故障隱患越來越少了,通過我們的數據表現都及時進行處置了。
回家的第二程路,夏加拉布登上了大巴車,駛上雅康高速。這是一條圓了甘孜地區人民高速公路夢想的云端天路,它從四川盆地向青藏高原快速攀升,135公里的路程要經歷2000米的高差,跨越7座特大橋。
橫跨大渡河的興康特大橋,建設在高海拔、高地震烈度帶、復雜風場環境下,然而卻能夠讓設計時速達到高速公路等級的每小時80公里,投運4年多日夜車流不息,橋是怎么抵御自然帶來的安全挑戰呢?
我們隨著夏加拉布乘坐的大巴,發現了橋的“守護者”:當大巴駛上橋面,車輪給大橋帶來以毫米為單位的細微抖動,讓這輛大巴成了幾百公里以外,監控屏幕上的一個跳動的波點。
四川省公路院數智分院總工程師 吳滌:在大家看來這個橋一直安穩地佇立在那,但是在我們眼里這個橋是一直動態的、變化的。
這一瞬間,橋面稱重系統開始稱重、主梁各部位的傳感器收集橋面振動頻率、幅度數據,信息融合歷史數據,系統計算出了大橋當下和未來的承載能力。同時,感知環境危險的傳感器監測著地動、風吹等細微變化,在分秒間、方寸內守護著大橋的安全。
不僅僅是這一座橋,四川省的143座橋梁、隧道,超4.2萬條高速公路、500多條航務海事、超13萬路公交出租、軌道交通都被時時精確關注。關注著屏幕的還有聯合辦公的交通執法、建設、應急、導航等部門,24小時的堅守,只為人們平平安安的回家路。
春運期間,每天都有超4000萬人次像夏加拉布一樣奔波在回家的路上,一輛輛客運列車飛馳,搭載著數千萬的傳感器每30秒刷新一次數據,悄然無息地陪伴人們跨越千里。
山嶺間不斷延伸的公路上,一輛輛收納了鄉愁的大巴車穿行于橋梁、隧道間,一個個傳感器編織成一張精密周全的安全網守護著每一個出行的人。
第二期《傳感中國》:千里送花,一路余香——物流運輸中的傳感器
新年伊始,不少家庭都有幾件快遞包裹正在路上,有的是海鮮水產,有的是進口水果,它們有一個共同的特點就是運輸速度快。現在,一個包裹從發貨到收貨平均只要兩天多的時間。運輸途中,究竟如何保障這些物品如此鮮美?來看一盆牡丹花的千里保鮮路。
甘肅天水的李阿姨,收到的禮物是一盆來自山東菏澤的牡丹花。跨越1000多公里,牡丹依然含苞待放,這場運輸大接力是如何做到的?
鮮花保鮮,首先需要解決的是濕度和溫度。
山東菏澤是這盆鮮花的始發站。經過打包后,它即將被裝進這輛溫控車里。
牡丹種植戶 李莎:牡丹對溫度要求高一些,溫度太低在路上容易凍傷,溫度太高就容易炸開。
車身外殼下藏著能讓鮮花保鮮的秘密武器,通過AR技術能透視到車體內部,看清楚它是如何調控溫度的。
車廂內的兩個橙色小零件就是溫度傳感器的探頭,它能實時感知到車內的溫度。再由出風口來釋放冷氣,調節車內溫度。
鮮花上路,還要以最快的速度到達目的地。
為了節省運輸時間,一場爭分奪秒的分揀大戰即將開始。李阿姨的鮮花來到了西北最大的智能分撥中心,這里匯集了幾百輛運輸車帶來百萬個全國各地的包裹,而每件快遞只需要不到十分鐘,就能跑完整個流程。
某物流中轉場負責人 宋林凱:分揀計劃我們都是按秒,一個快件一秒鐘就要跑兩米。
維持這樣的速度并不容易,這些傳輸帶上足足安裝了1379個傳感器,來保障包裹中途不停頓、不卡殼。
鮮花包裹上了傳輸帶,首先迎接它的就是單件分離器,它能調整包裹的運動速度,讓包裹保持適當的間距。
動態電子秤和光幕傳感器,能夠在傳輸帶上為包裹精準稱重、測量規格大小。
途中,無論包裹的單據朝向哪一面,光電傳感器都會進行無死角掃描,準確讀取包裹來自哪里、去向哪里。
某物流中轉場負責人 宋林凱:這些設備投入之后,與常規場地的效率比,能提升5倍。我們的最高日處理量可以達到120萬件。
長途跋涉后,最終,載著鮮花的三輪車,駛上了鄉村公路,向著李阿姨一家奔去。快遞小哥手機上的定位功能,將他與云端的大數據連接在一起,為他計算出最佳配送路線。
千千萬萬條配送路徑搭建起了龐大的快遞物流網絡,這張網能讓每天有3億多件包裹在全國飛奔,1億多件快遞在農村進出。過去一年,快遞能夠送到90%以上的建制村,范圍更廣,速度也更快,2021年全國重點地區快遞服務全程時限比上年度同比縮短1.15小時。
在千千萬萬傳感器的助力下,物流安裝上智慧的大腦,為千家萬戶傳遞著美好生活。
第三期《傳感中國》:來自遠方的甘甜——南水北調國家工程中傳感器的巨大作用
過年回家,無論是準備一桌熱鬧的年夜飯,還是泡碗熱茶,“水”都是家家戶戶離不開的元素。
然而對于很多北方地區的老百姓來說,這杯水卻并不簡單,它很可能來自千里之外,跨越了重重難關。
最新數據顯示,南水北調工程目前累計調水量為598億立方米,惠及沿線42座大中城市、280多個縣市區的1.5億人。一杯長江水,跨越了千里,一路上穿越黃河、渡過冰期,在超過十萬個傳感器的守護下奔流而來,只為送上這份來自遠方的甘甜。
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就在幾天前,河北邯鄲的叢臺區新建了南水北調工程的配套水廠,讓周圍33個村子在這個春節,第一次告別了儲水窖,喝上了長江水。
河北省邯鄲市叢臺區黃粱夢鎮高南村村民 李進民:以前村里用的是井水,供水時間短,有時候趕不上接水就沒有水了。我們村接上了南水北調的自來水,水挺甜,我們喝著長江水高高興興過大年。
這一杯水在抵達李進民家中之前,要經歷9天、780公里的漫漫征程。如何守住甘甜的水質?是沿途的第一道難關。
在起點處的河南渠首,自動取水設備采集水樣,經過預處理后通過一條50米的管路,進入到一個個在線監測儀器內。pH值、溶解氧、含氟量......最多時會有89項指標,實時匯總到監測平臺中。
中國南水北調集團中線有限公司渠首分公司 陶岔管理處水質保護專員 尹延震:包括各個指標的數據高低以及變化的情況,一個曲線都能夠完全展示出來。一旦發生指標異常的情況,我們的系統會給出一個預警信息,采取相應一系列的措施,來保障南水北調中線水質安全。
在一個個水質監測站的保護下,這些來自南方的水,一路向北輸送了大約五天之后,遇到了第二道難關。黃河攔住了它們的去路,想要繼續北上,只能在黃河下方挖出一條通道,讓南水從水下穿過。
滾滾黃河,對水底的壓力可想而知,在如此巨大的水壓之下,確保隧道安全成了重中之重。
我們通過三維透視還原了水下的場景。兩條平行的隧洞,深埋黃河之下23米。每條隧洞中,密密麻麻上千個傳感器環繞著上下左右每一個方向。最近時每隔3米,就會有一個監測壓力的傳感器,測量著細微的應力變化。即便是產生0.01毫米的偏移,調度人員都能精準掌握,及時將出現預警的隧洞內停止輸水,保障南水繼續從另外一個隧洞中穿過。
越過黃河之后,南水繼續向北,進入了隆冬季節的北方,隨時驟降的氣溫讓南水再次面臨嚴峻的考驗。
中國南水北調集團中線有限公司北京分公司 惠南莊管理處處長 梁萬平:如果低于1℃,預警預測工作就得跟上,非常有可能結冰。現在主要是調度措施,水位要高一些,流速要低一些,就能保證水溫和氣溫都降下來的時候,盡快形成冰蓋,水在冰蓋下面可以正常流動。
在水下,八對超聲波流量計24小時不間斷工作,實時監測著水溫、流速、水位等一系列指標。岸邊的工作人員同樣嚴陣以待,一旦指標發生任何異常,攔冰、擾冰設備將立刻啟動。
正是在像這樣的十萬多個傳感器和7000多個攝像頭的守護下,讓南水經過重重難關仍然擁有著最初的甘甜。如今,流進百姓尋常家中的這一杯水,硬度只有過去的三分之一,也讓多個流域內的生態系統得到了滋養。
河南省鄭州市市民 楊靜:水質特別好,很放心的。
河北省邯鄲市復興區齊村村民 焦林:我們全家15口人都聚齊了,四代同堂。熱熱鬧鬧過大年。
河北省衡水市武邑縣大郭王思公村村民 郭兆寧:新的日子肯定會過得更加紅紅火火。
第四期《傳感中國》:五分甜一分酸,訂制家的味道——傳感器等高科技賦能數字農業
農業農村部最新發布數據顯示,預計今年1月份全國蔬菜產量超5800萬噸,同比增加60多萬噸。時值寒冬,春節的蔬菜市場,不僅供應充足而且品種豐富,而如今團圓飯的味道也有了科技支撐,讓新年也過得更有滋有味。
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西紅柿炒雞蛋,是中國人餐桌上出現頻率最高的菜之一。而今年春節,可能很多家庭做出來的這道菜,有了與以往不同的滋味,這源于一顆顆訂制了味道的西紅柿。
山東省德州市天衢新區智慧農業產業園技術工程師 付文琦:我們現在想吃什么樣兒的番茄,我們就把它種成什么樣兒。
五分甜一分酸,是西紅柿口感的最佳糖酸比。在山東德州的這座單體玻璃溫室里,30多萬株訂制口味的西紅柿正在生長。
根據科研者們記錄的植物檔案,我們還原了西紅柿的生長:
一顆種子種下,當日積溫達到88℃,濕度達到90%,敏感的幼苗萌發了,藤蔓每天攀爬2.5厘米;果實孕育而出,每天8小時的陽光沐浴讓它更健康地走向成熟。
每時每刻的生長律動,如何精準調控?在這占地33.6公頃的植物工廠里,我們解析了西紅柿的一天:
糖分的形成,關鍵在水肥和光照:當太陽升起,輻照傳感器便時刻追蹤,累積光照達到每平方厘米100焦時,灌溉系統自動觸發,三分鐘之內對所有的植株澆灌100毫升營養液。
二氧化碳濃度關聯著植物的產量:當風來到,風速、風向傳感器感知了風的力度和方向,天窗變動角度,內外空氣定時定量混合。
溫度的變化決定了果實的發育進程:臨近中午,溫度升高,濕度下降,氣象盒子傳感器接收信號,遮陽幕布隨即合攏,高壓噴霧灑下增加濕度的甘霖。
夜幕降臨,水肥機定時定量灌溉,地熱風管機啟動,帶來溫暖,抵御夜間的低溫。
付文琦:各式各樣的傳感器,我們溫室就有685個,1700多個控制器,它們每天都能產生2000多萬條數據,可以說我們是在用科技為植物生命成長設置陽光雨露的“最優解”,可以讓番茄的口感提升得更好,使我們的產量提升3倍到4倍。
這座現代化的農業工廠,也就是蔬菜產量連年排名全國第一的山東的秘密。衛星望去,這里的每一個蔬菜重點產區,都有著大片閃耀著光芒的大棚,科技帶來的改變幾乎也體現在每一座大棚中,傳感器、無土栽培、人工智能、物聯網……最大化地讓農業種植擺脫了對自然環境的依賴,讓在沙漠、戈壁、貧瘠土地上種植蔬菜成為可能。
雄安新區,新的一年,1300畝土地被規劃成未來的蔬菜基地,大棚正在火熱建設中,而500公里以外的一間實驗室里,各類傳感器搭建起的精密感知系統,模擬出雄安的環境條件,已經開始為即將生長在那里的蔬菜提前“探路”。
全國蔬菜質量標準中心副主任 孫明:通過模擬當地的氣候,在水肥管理和病蟲害防治等方面提供更加精準的技術服務。對于現代種植來說,科技與自然的結合也許是最好的結合。
今天,數字技術與傳統農業碰撞出全新滋味。
食物會更香甜,在安徽,草莓品種有了數字模型,也有了可根據市場的需求調整的種植數字方案;口味會更香濃,在黑龍江,智慧牧場出產的一杯牛奶里,寫入了170兆生產數據,從飼喂、產奶,到運輸、加工等全程可追溯;也會更多元,在我國有117個鄉村正在火熱進行數字農業試點、316個農業農村信息化示范基地在不斷探索。
突破四季的限制、突破土壤的制約,讓更豐富、更美味的食物傳遞家的味道。
第五期《傳感中國》:變“聰明”的城市——傳感器在重慶市智慧城市建設中的應用
以實施城市更新行動為抓手,著力打造宜居、韌性、智慧城市,是全國住建領域前不久剛剛確定的今年的一項重要工作。
可以說,小到衣食住行,大到規劃管理,城市有多“智慧”,人們的生活就有多便利。
這個春節,無論是就地過年的,還是返家探親的,可能許多人都感受到了,我們的生活,正在隨著城市一道,變得越來越聰明。
最近,隨著重慶(兩江新區)國家級車聯網先導區即將宣布基本建成,包環每天開車走在上班的路上,感受大不相同。
行駛過程中,車輛的后視鏡,會將車輛前后所有各類交通信息實時甚至提前發送給包環。進入主路是否有行駛車輛,會提前預報;車道后方有超車行為,會提前預報;前方有車輛打開雙閃燈等交通事件發生,會提前預報;前方路口有行人過街,需要等多久紅燈,也會提前預報。
重慶市民 包環:我覺得現在車,還有路,還有人,就完全結合在一起了,我覺得對駕駛員來說,更加安全了。
相比普通導航,包環的這塊后視鏡,對于交通安全信息的預報和提醒可以達到毫秒級。如此智能的背后,是重慶兩江新區220公里干線道路,安裝了500多套各類路側感知、毫米波雷達、激光雷達等設備。
現在,每一秒鐘就有1000-1400條信息數據,回傳至兩江新區智慧城市平臺,隨后這些信息會被依次分發給相應道路中裝有車載接收單元的車輛,從而實現道路與車的智能互聯。
不僅如此,此刻坐在駕駛艙內的包環并不知道,當他行駛在道路上,車輛真實的行駛軌跡、道路運行狀況,在智慧城市的大屏上,也已經實時被全息模擬呈現出來。
這意味著,這一條條“智慧的路”,通過各類感知設備,不僅可以實時掌握交通狀況,還可以實時更新和推送信息,并對交通態勢進行自主研判分析。
如今的重慶,不只是交通更智慧,在5G、大數據、人工智能等新技術支撐下,重慶還著手在虛擬世界中建立一個完整的城市信息模型,在這個模型的支撐下,不僅可以滿足城市建設、規劃所需,還在智慧城管、智慧園林、智慧社區等領域實現了不少新應用的落地。
在地上,是看得見的“聰明”,而在地下,同樣看得到“智慧”。
夜晚,重慶南川的迎春燈飾亮起來了,走在流光溢彩、年味濃濃的街上,很少有人知道,此刻的地下,1萬多個各類傳感器,正在每時每刻保障著城市地下管線的安全。
中鐵十一局重慶南川綜合管廊項目部工作人員 周潤:這個是我們的防火門,防火門是每200米一道,進來以后我們就為我們的智能設備所包圍。這個(感溫)光纖要覆蓋所有的電纜,到時候電纜哪里發熱,它就會迅速感應,然后傳到我們的智能系統中去。這是幾個傳感器,一個是氧氣,一個是溫濕度,一個是硫化氫,一個是乙炔。
走進南川的這條地下管廊,每間隔200米,就布設有一系列成套的傳感監測設備,包含消防、空氣監測、管線溫度監測、人員位置感知等等,共計1萬多個。有了它們,搭配智慧運維系統的地下管廊,不僅像穿上了一套“智慧外套”,還擁有了一個“大腦”,能實現自檢,還能與維護人員進行線上、線下聯動,精準定位和精細修復。
重慶市城市管線綜合管理事務中心主任 湯旭:平時人工能做的事情,我們現在遠程控制基本上都能做得到,自動感知它運行的情況,然后自動分析它可能出現的問題。
從地上到地下,從視頻監控到傳感器動態感知,從智慧交通到智慧城管,重慶這座城市變聰明的故事,其實正在全國許多城市上演。
目前,全國僅住房和城鄉建設部公布的智慧城市試點數量就已達到了290個,累計開工建設的地下管廊項目超過1600個,長度超過5900公里。
如今的中國,智慧城市建設正在呈現省級城市領跑、地級市緊跟、縣級市起步的態勢;如今的中國,越來越多的智慧,正在讓我們的城市越來越美好!
結語
央視推出《傳感中國》系列節目,首次通過傳感器這一高科技領域,窺視我國高科技產業的發展,并科普了傳感器在高鐵道路橋梁、物流運輸、南水北調、數字農業、智慧城市等等重大工程的關鍵作用。
傳感器作為與計算機、通信并列的現代信息系統的三大基石,長期以來被忽視,處于邊緣地位,而隱藏在重重疊疊的大型硬件/工程之下,傳感器也不為民眾知曉,知名度遠不如計算機、通信等技術,《傳感中國》為廣大民眾認識傳感器、了解傳感器提供了一個絕佳的窗口!
然而,需要正視的是,傳感器與許多高科技領域一樣,屬于我國“卡脖子”關鍵技術,據權威數據顯示:中國中高端傳感器進口占比達80%,傳感器芯片進口更是達90%。
傳感器如此重要,發揮的作用如此巨大,希望更多國人重視!
審核編輯 黃宇
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