地下光纤传感器捕捉的声音来被用于了解新冠封锁措施如何影响人类活动

“我们使用地下光纤传感器捕捉的声音信号来了解COVID措施是如何影响人类活动的，”宾夕法尼亚州立大学地球科学专业研究生沈君竹说。“这些传感器提供了非常准确、高分辨率的数据，可以帮助我们了解我们的社区正在发生什么。”

科学家们分析了从2020年3月到6月在宾夕法尼亚州立大学帕克分校和州立学院及其周围记录的声音数据。他们观察到一个与封锁相吻合的安静期，随后随着该地区从红色阶段转向限制较少的黄色和绿色阶段，活动得到恢复。

通过倾听表面振动的微小变化，科学家们发现建筑活动和车辆交通比行人交通恢复得更快。他们在开放性期刊《地震记录》上报告了他们的发现。

宾夕法尼亚州立大学地质科学助理教授朱铁源说：“脚步声消失了，在5月下旬重新开放后确实没有恢复。但如果你看一下汽车交通，它显示出不同的模式。它减少并恢复了。这可能给我们一个暗示，人们很保守，远程工作，当他们不得不到外面去买东西，如去超市时，就开车。”

其他测量COVID封锁措施对人类活动的影响的工作已经使用了地震传感器或Google移动数据--从手机等设备收集的GPS信息。但是，科学家们说，使用光纤网络可以获得更高分辨率的数据，每隔六英尺半就能收集一次测量数据。

朱铁源说：“使用Google的移动数据，我们只能看到整个县的一个数据点。很难将一个社区与另一个社区分开。有了我们的高密度网络，我们就可以了解一个街区到另一个街区的噪音变化。”

科学家们分析了从3月开始封锁和宾夕法尼亚州立大学学生离开校园，到6月该地区进入宾夕法尼亚州重新开放的绿色阶段的数据。

科学家们说，这些结果为面临实施此类措施的决策者提供了一个有用的评估工具，并可能使人们更好地了解大流行病如何影响人类活动。

为了进行这项研究，科学家们挖掘了大学和附近社区地下数英里的连续电信光缆。这些网络通常存在于城市，为家庭和企业提供电话和互联网服务。

一种被称为分布式声学传感系统(DAS)的新技术使研究人员能够向电缆内的一根细玻璃纤维发送激光，并检测由压力引起的微小变化。通过每隔六英尺半进行测量，科学家们基本上可以创建一个由2000个传感器组成的网络。

朱铁源说：“即使上方地面上的外部能量有微小的变化，这也会拉伸或压缩纤维，我们可以检测到这些变化。而在COVID的情况下，我们可以提供一些指标来了解正在实施的措施是否有效。”