普渡大学工程师开发了一种正在申请专利的方法，旨在减少建筑项目中地下公用设施管道遭受危险撞击的风险，从而降低相关的经济损失、服务中断和人员伤亡。蔡虎波教授与土木工程博士生张宇曦共同改进了传统探地雷达数据的分析方法，以更准确地估算地下管线的位置、方向和半径。该研究采用贝叶斯框架来量化估算中的不确定性，通过创建缓冲区支持更安全、更高效的地下管线测绘。

探地雷达是一种无损定位管道的技术，通过分析电磁波反射进行检测，但常常忽略数据质量方面的不确定性问题。蔡教授表示，他们提出的不确定性感知模型通过稳健地量化不确定性来弥补这一差距，使建筑承包商、公用设施定位服务提供商等能更好地解读探地雷达数据。研究采用的正向模型能够根据三维管道几何形状预测电磁波传播时间，经高保真模拟验证，均方根误差仅为0.454纳秒，展现出强大的预测精度。

张宇曦指出，根据共同立场联盟2019年估计，美国地下基础设施损坏造成的年度社会总成本达到约300亿美元。2022年损害信息报告工具数据显示，这些事件中有87.84%是由于位置信息不准确造成的。缺乏完整可靠的记录还会导致交通运输项目交付瓶颈，造成成本超支、工期延误和安全隐患。蔡和张的研究已发表在《先进工程信息学》上，为构建地下基础设施数字孪生提供了有效工具。

更多信息：作者:Yuxi Zhang等人，标题：《基于探地雷达数据的地下管道不确定性感知定位与方位估计》，发表于：《先进工程信息学》(2026)。