日本电信电话株式会社（NTT）与东京大学工学系研究科于3月19日宣布，双方合作成功在世界上首次实证了利用“光纤形状传感”技术，检测数十米至数公里规模大型构筑物微小形变的能力。这一突破标志着基础设施监测技术迈上了新台阶。
光纤形状传感技术利用一种名为“多芯光纤”的特殊结构，该光纤内部包含多条光传输通道。通过分析各通道间产生的信号差异，系统能够推算出光纤的弯曲程度及空间位置。然而，传统技术受限于测量设备，检测范围通常仅数米，且能识别的曲率半径往往小于数厘米，难以应用于空间形变极其平缓的大型构筑物监测。
目前，针对大型工厂管道、电力通信及下水等地下管网等难以直接观测的设施，业界多采用搭载摄像头的机器人或雷达进行监测。但这些手段易受环境干扰，难以实现持续稳定的高精度监控，市场对于新型传感技术的需求日益迫切。
此次实证的成功，得益于NTT在通信设备领域积累的光纤电缆设计与评价技术，与东京大学村山英晶教授开发的“基于应变分布推算敷设形状”算法的完美结合。双方共同开发出一种新技术，能够跨越数公里距离，精准检测曲率半径在数米以上的极缓形变。
该技术的核心创新点主要体现在两个方面。首先是基于应变分布的逐次解析：利用B-OTDR（布里渊光时域反射仪）技术，对光纤长轴方向的应变进行分布测量，通过分析多光路间的应变差异来高精度推算形状。系统不仅根据应变差和位置关系推算各点的弯曲方向与幅度，还通过沿长轴方向的逐次计算还原整体形状，并引入已知弯曲或直线状态的应变分布作为参照，进一步提升了精度。
其次是适配形状传感的多芯光纤结构：检测到的曲率半径大小取决于光路间的距离。本次技术采用了专为室内通信设计的8芯多芯光纤，其光路以0.25毫米的间隔整齐排列并固定。这种结构使得数米以上的曲率半径检测成为可能。此外，该光纤电缆呈长方形截面，有助于减少因意外扭转导致的解析误差。
展望未来，双方计划进一步优化兼顾敷设性与检测精度的传感光纤结构，并利用模拟设施进行更长距离的三维形变检测验证。此举旨在推动大型基础设施的数字化双胞胎构建，并提升其抗灾韧性。
对于中国行业从业者而言，随着国内“新基建”与智慧城市建设的深入，针对地下管网、长距离隧道等隐蔽工程的实时健康诊断需求激增，日本此次在光纤传感领域的突破，为国内相关产业链提供了极具参考价值的技术路径，有望加速国内基础设施数字化运维的升级。
