问题——地下空间“失联”风险长期存,救援窗口容易被耽误;矿井、隧道、地下管廊等场景一旦发生坍塌、涌水、火灾或爆炸冲击,地面基站、供电和有线线路可能同时受损,人员定位、生命体征与环境参数难以及时回传,直接影响指挥决策和救援效率。近年的多起事故反复暴露出共同短板:地下通信的抗毁性和快速恢复能力不足,关键时刻“信息断链”往往会放大损失。 原因——射频通信先天受限,星基与地面移动网络难以穿透岩土介质。当前广泛应用的5G/4G以及卫星互联网方案,本质上依赖电磁波在空间传播。进入地下后,岩石、土壤与含水层会对射频信号造成明显衰减,深度增加后信号质量呈“断崖式”下降;即便提高发射功率,也难以突破介质吸收与散射带来的物理限制。传统替代方案主要有两类:一是铺设电缆、光缆等有线系统——平时稳定——但对巷道结构与供电依赖较高,灾变时易被拉断、挤压或掩埋;二是便携式灾区通信终端,多以语音为主、带宽有限,设备相对笨重,布设与回收耗时,难以满足视频、气体浓度等多源数据回传需求。部分智慧矿山专网虽能实现局部覆盖,但依赖基站与既有基础设施,遇到突发、无基建条件的场景仍可能出现空档。 影响——深地通信的突破将改变地下作业与应急体系的能力边界。韩国团队此次公布的路线,核心是采用低频磁感应通信,通过磁场耦合传递信息,绕开射频信号难以穿透岩土介质的瓶颈。研究显示,低频磁场在固体介质中的能量损失相对更低,对潮湿环境也不那么敏感,在复杂地质条件下有望保持更稳定的链路质量。该团队公开信息显示,其系统工作在约13.5kHz频段,硬件由环形发射天线与磁场接收传感器构成,可实现地表与地下双向通信;在致密石灰岩等强屏蔽介质中,通信距离由此前数十米提升至约百米量级。这意味着在坍塌隔断、井下移动作业、临时施工等典型“盲区”环境中,或可形成一条不依赖既有基站与电缆的“兜底链路”,提高灾害初期的信息获取与回传能力。 对策——以“多手段互补”为原则构建地下应急通信体系,避免单一技术包揽全部需求。业内普遍认为,深地通信不存在万能方案,关键在于分层分域、互为备份:平时以有线系统和专网承载生产通信与数据业务,灾时以抗毁、低功耗、可快速部署的手段保障生命线通信。磁感应技术在穿透能力与环境适应性上具备优势,但带宽、终端形态、部署方式与标准规范诸上仍需工程化验证。建议涉及的场景推进三方面工作:其一,围绕矿井、隧道、地下管廊等高风险场景开展对比测试,形成覆盖距离、稳定性、抗干扰与功耗等指标体系;其二,推动与定位、传感、应急指挥平台融合,形成“通信+感知+定位”一体化方案,确保关键数据能回传、可解析、可用于决策;其三,完善应急预案与装备配置,明确平战转换机制和演练频次,提升现场快速布设与维护能力。 前景——产业化仍需跨越标准、成本与系统集成门槛,但应用空间广阔。韩国研究团队提出未来向消费级终端集成的设想,若能体积、功耗、成本与监管合规等上实现突破,磁感应通信有望地下作业人员联络、城市管网巡检、洞穴探险安全保障以及封闭工业空间等领域拓展应用。同时,国防工程、海上钻井等对通信抗毁与封闭空间覆盖要求较高的场景,也可能成为优先落地方向。,我国在矿山应急通信、井下音视频传输与天地一体化通信等领域已持续推进研发与装备建设;后续若能结合深地通信专项攻关,在材料、天线、信号处理与系统组网上形成协同创新,将有助于提升地下空间安全治理与应急救援能力。
当人类不断向地下空间要资源、要发展时,通信技术的每一次突破,都在为生命争取更多确定性;韩国这项“穿石通话”的尝试提醒我们:破解长期难题,往往需要跳出既有路径。如何把实验室成果变成事故现场可用、可靠的通信屏障,仍是全球科研与产业需要共同回答的问题。