地下光纖傳感器捕捉的聲音來被用於了解新冠封鎖措施如何影響人類活動
據外媒報導,2020年3月,美國民眾的日常生活在瞬間發生了變化,因為全美各地都在封鎖,以應對COVID-19大流行病的初始波。賓夕法尼亞州立大學的一個科學家團隊表示,新研究揭示了一個社區的居民是如何在限制解除後回到他們的常規生活的。
“我們使用地下光纖傳感器捕捉的聲音信號來了解COVID措施是如何影響人類活動的,”賓夕法尼亞州立大學地球科學專業研究生沈君竹說。“這些傳感器提供了非常準確、高分辨率的數據,可以幫助我們了解我們的社區正在發生什麼。”
科學家們分析了從2020年3月到6月在賓夕法尼亞州立大學帕克分校和州立學院及其周圍記錄的聲音數據。他們觀察到一個與封鎖相吻合的安靜期,隨後隨著該地區從紅色階段轉向限制較少的黃色和綠色階段,活動得到恢復。
通過傾聽表面振動的微小變化,科學家們發現建築活動和車輛交通比行人交通恢復得更快。他們在開放性期刊《地震記錄》上報告了他們的發現。
賓夕法尼亞州立大學地質科學助理教授朱鐵源說:“腳步聲消失了,在5月下旬重新開放後確實沒有恢復。但如果你看一下汽車交通,它顯示出不同的模式。它減少並恢復了。這可能給我們一個暗示,人們很保守,遠程工作,當他們不得不到外面去買東西,如去超市時,就開車。”
其他測量COVID封鎖措施對人類活動的影響的工作已經使用了地震傳感器或Google移動數據–從手機等設備收集的GPS信息。但是,科學家們說,使用光纖網絡可以獲得更高分辨率的數據,每隔六英尺半就能收集一次測量數據。
朱鐵源說:“使用Google的移動數據,我們只能看到整個縣的一個數據點。很難將一個社區與另一個社區分開。有了我們的高密度網絡,我們就可以了解一個街區到另一個街區的噪音變化。”
科學家們分析了從3月開始封鎖和賓夕法尼亞州立大學學生離開校園,到6月該地區進入賓夕法尼亞州重新開放的綠色階段的數據。
科學家們說,這些結果為面臨實施此類措施的決策者提供了一個有用的評估工具,並可能使人們更好地了解大流行病如何影響人類活動。
為了進行這項研究,科學家們挖掘了大學和附近社區地下數英里的連續電信光纜。這些網絡通常存在於城市,為家庭和企業提供電話和互聯網服務。
一種被稱為分佈式聲學傳感系統(DAS)的新技術使研究人員能夠向電纜內的一根細玻璃纖維發送激光,並檢測由壓力引起的微小變化。通過每隔六英尺半進行測量,科學家們基本上可以創建一個由2000個傳感器組成的網絡。
朱鐵源說:“即使上方地面上的外部能量有微小的變化,這也會拉伸或壓縮纖維,我們可以檢測到這些變化。而在COVID的情況下,我們可以提供一些指標來了解正在實施的措施是否有效。”