防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，該防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)包括：危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)；信號處理系統(tǒng)；報(bào)警系統(tǒng)，在所述信號處理系統(tǒng)確定減壓環(huán)變形量發(fā)生和/或達(dá)到危險(xiǎn)程度的情況下，以一種或多種方式發(fā)出報(bào)警信號和/或情報(bào)信息。其中光纖光柵傳感器安裝在防護(hù)網(wǎng)的減壓環(huán)上，所述光纖光柵傳感器或者由所述光纖光柵傳感器構(gòu)成的分布式陣列感測減壓環(huán)的變形量，并通過信號傳輸光纖將感測信號傳送給所述光纖光柵解調(diào)儀。
【專利說明】防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動監(jiān)測的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及鐵路防災(zāi)安全監(jiān)測的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的鐵路系統(tǒng)正處在迅速建設(shè)和發(fā)展的時期，隨著高速鐵路網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，技術(shù)裝備水平也快速提升。然而，我國幅員遼闊，氣候環(huán)境多變、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、新構(gòu)造運(yùn)動極為強(qiáng)烈，滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，對鐵路、公路等交通安全、人民生命及國家財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重危害和巨大損失。地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著鐵路、公路等交通運(yùn)輸安全和旅客生命安全。特別是高速鐵路，一旦發(fā)生斷道，成千上萬的旅客滯留外地，不能按時到達(dá)目的地，正常的生產(chǎn)、生活秩序也被打破，給社會安定帶來極大壓力，同時也給交通運(yùn)營部門及旅客帶來難以估計(jì)的間接經(jīng)濟(jì)損失。為此，積極采取措施，對各種地質(zhì)災(zāi)害盡可能進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警有著重大深遠(yuǎn)的意義和影響。
[0003]現(xiàn)有的高陡邊坡運(yùn)營安全防災(zāi)監(jiān)控以及報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)，主要涉及高陡邊坡地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)安全監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)、危巖落石等異物侵入自動監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)研究及邊坡防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)實(shí)施細(xì)則與維護(hù)使用管理辦法等。根據(jù)異物源的不同，分別從高陡邊坡失穩(wěn)及危巖落石侵入兩個方面，同時從主動監(jiān)測和被動監(jiān)測的角度，對鐵路道路進(jìn)行監(jiān)控技術(shù)研究。常規(guī)的防護(hù)技術(shù)通過安裝主動防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)及被動防護(hù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。
[0004]在高陡邊坡失穩(wěn)及異物侵線監(jiān)控技術(shù)方面，國內(nèi)外已開展的研究與應(yīng)用普遍存在以下問題:首先，部分監(jiān)測設(shè)備費(fèi)用昂貴，無法大量應(yīng)用；其次，因測試元件安裝方法不當(dāng)引起的破損與數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；再次，預(yù)報(bào)模型與報(bào)警觸發(fā)條件的確定比較困難；最后，耐久性問題比較突出，特別是測試元件受惡劣氣候影響容易失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]目前，主動監(jiān)測系統(tǒng)和被動監(jiān)測系統(tǒng)研究中普遍存在的問題主要有:
(1)缺乏對于邊坡失穩(wěn)成因機(jī)制的分析，尚未將滑坡機(jī)制與預(yù)測預(yù)報(bào)研究結(jié)合起來；
(2)現(xiàn)行的滑坡預(yù)報(bào)理論模型的適用性較差，對于邊坡變形的力學(xué)演變和動態(tài)趨勢的預(yù)測預(yù)報(bào)研究力度不夠；
(3)研究人員偏重于使用單一的指標(biāo)評價邊坡的穩(wěn)定性，缺乏滑坡災(zāi)害的綜合預(yù)報(bào)判
據(jù)；
(4)存在邊坡失穩(wěn)的判據(jù)不夠明確的問題；
(5)存在監(jiān)測位置不當(dāng)、監(jiān)測方案手段存在缺陷等，造成系統(tǒng)低漏報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象等嚴(yán)重的問題。
[0006]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種克服現(xiàn)有技術(shù)的不足并且符合經(jīng)濟(jì)高效需求的用于鐵路防災(zāi)的安全監(jiān)測技術(shù)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，該危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)包括:光纖光柵傳感器或者由所述光纖光柵傳感器構(gòu)成的分布式陣列，所述光纖光柵傳感器安裝在防護(hù)網(wǎng)的減壓環(huán)上；光纖光柵解調(diào)儀；以及信號傳輸光纖；所述光纖光柵解調(diào)儀與所述光纖光柵傳感器或所述分布式陣列通過信號傳輸光纖相連接；其中，所述光纖光柵傳感器或者所述分布式陣列感測減壓環(huán)應(yīng)變，并通過信號傳輸光纖將感測信號傳送給所述光纖光柵解調(diào)儀。
[0008]所述光纖光柵解調(diào)儀對從所述光纖光柵傳感器反射回來的光信號進(jìn)行解調(diào)處理，依據(jù)處理結(jié)果得出各個光纖光柵傳感器所在的監(jiān)測點(diǎn)上的危險(xiǎn)源狀況。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種信號處理系統(tǒng)，所述信號處理系統(tǒng)包括:信號接收裝置和與所述信號接收裝置相連接的處理器單元；所述信號接收裝置與所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)相連接，用于接收來自以上所述的危險(xiǎn)源捕捉系統(tǒng)的信號；處理器單元，設(shè)置成通過分析來確定:
O每個激光波長信號涉及哪個光纖光柵傳感器；
2)所涉激光的波長的變化以及對應(yīng)的所代表的減壓環(huán)變形量；
3)所述減壓環(huán)變形量是否達(dá)到危險(xiǎn)程度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括:
如前所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)；
與所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)相連接的如前所述的信號處理系統(tǒng)；
與所述信號處理系統(tǒng)相連接的報(bào)警系統(tǒng)，在所述信號處理系統(tǒng)確定減壓環(huán)變形量發(fā)生和/或達(dá)到危險(xiǎn)程度的情況下，以一種或多種方式發(fā)出報(bào)警信號和/或情報(bào)信息。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，選擇監(jiān)測減壓環(huán)位移變化，而不是監(jiān)測拉錨繩的拉力變化情況，避免了因?qū)嶋H工況中每個防護(hù)網(wǎng)拉錨繩松弛程度不一致，導(dǎo)致每根拉錨繩上的張力不一致，無法正確判斷實(shí)際真實(shí)情況；也避開了安裝在防護(hù)網(wǎng)支撐繩上因振動信號不穩(wěn)定，而導(dǎo)致無法正確分析判斷異物侵線的振動信號，而導(dǎo)致的誤報(bào)及漏報(bào)現(xiàn)象。采用光纖光柵傳感器以及與之相配合的傳輸光纖，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好的的監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是在鐵路無人區(qū)、無電區(qū)以及惡劣的環(huán)境下均可長期穩(wěn)定工作。而且，即使在危險(xiǎn)源稍有變動但尚未出現(xiàn)真實(shí)險(xiǎn)情時，光纖光柵傳感器也能夠根據(jù)其實(shí)際受力情況連續(xù)、實(shí)時、動態(tài)地測量出減壓環(huán)所承受的應(yīng)力參數(shù)(而無需等到減壓環(huán)超過預(yù)定的預(yù)警閾值時才觸發(fā)報(bào)警開關(guān)以發(fā)送報(bào)警信號)，從而能夠?yàn)槁肪€維護(hù)工作以及及時發(fā)現(xiàn)可能的險(xiǎn)情提供準(zhǔn)確和詳實(shí)的數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)示意圖；
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測方案示意圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖光柵位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步地進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0014]防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)是將以菱形鋼絲繩網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)為主的柔性柵欄設(shè)置于斜坡上一定位置，用于攔截斜坡上的滾落石(或落物)以避免其破壞擬保護(hù)的對象，一般由菱形鋼絲繩網(wǎng)或環(huán)行網(wǎng)(需攔截小塊落石時附加一層鋼絲格柵)、固定系統(tǒng)(錨桿、拉錨繩、基座和支撐繩)、減壓環(huán)和鋼柱四個主要部分構(gòu)成。減壓環(huán)穿掛于被動網(wǎng)支撐繩和上拉錨繩上，當(dāng)支撐繩和上拉錨繩所受拉力達(dá)到或超過設(shè)定值時，通過發(fā)生變形位移吸收能量，避免其他構(gòu)件發(fā)生破壞，對系統(tǒng)起到過載保護(hù)作用。根據(jù)本發(fā)明，通過監(jiān)測柔性防護(hù)網(wǎng)減壓環(huán)變形，能夠達(dá)到監(jiān)測有無落石沖擊防護(hù)網(wǎng)的目的。如圖2所示，其中2-1為光纖光柵位移傳感器，2-2為減壓環(huán)，2-3為柔性防護(hù)網(wǎng)，減壓環(huán)在受到落石沖擊時會產(chǎn)生位移變形。例如，在拉力增加的情況下，減壓環(huán)將具有向中心縮進(jìn)而減小整體半徑的趨勢，且其變形量與所受拉力具有正相關(guān)的關(guān)系。因此可以將光纖光柵位移傳感器安裝在所述減壓環(huán)的內(nèi)側(cè)，如圖2所示，用于監(jiān)測減壓環(huán)的位移變形，以及變形的趨勢是否達(dá)到危險(xiǎn)程度。由此，構(gòu)建柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時地監(jiān)測柔性防護(hù)網(wǎng)的受力狀態(tài)進(jìn)而提供預(yù)警服務(wù)。
[0015]柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有三個基本功能:對減壓環(huán)變形量進(jìn)行監(jiān)測，能夠自動識別規(guī)定范疇內(nèi)的變形量，在確定后能夠采取有效的手段進(jìn)行分析或報(bào)警。
[0016]為達(dá)到上述目的，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)至少應(yīng)由三部分構(gòu)成:危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)，以及報(bào)警系統(tǒng)。另外，由于設(shè)施對于設(shè)備可靠性要求較高，系統(tǒng)須具備自我診斷功能，當(dāng)設(shè)備信號采集通路受損的時候，設(shè)備能給出相應(yīng)的報(bào)警信號通知工作人員維護(hù)。
[0017]其中，所示危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)的主要工作是采集現(xiàn)場減壓環(huán)變形信息并且轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，以及通過網(wǎng)絡(luò)等傳輸手段發(fā)送給信號處理系統(tǒng)；信號處理系統(tǒng)的主要工作是按照相應(yīng)算法分析從危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)傳送來的數(shù)據(jù)(例如以減壓環(huán)變形量和拉力之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，計(jì)算當(dāng)前處理的信號所涉及的減壓環(huán)所受到的拉力)，以及結(jié)合時間變量來判斷減壓環(huán)位移變化變化趨勢，并發(fā)出相應(yīng)等級的報(bào)警信號到報(bào)警系統(tǒng)；報(bào)警系統(tǒng)主要任務(wù)是接收信號處理系統(tǒng)發(fā)送的報(bào)警信號后能夠發(fā)出光、聲、電等報(bào)警手段來告知各級工作人員相應(yīng)的報(bào)警信息。下面分別描述各個系統(tǒng)。
[0018]危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)
根據(jù)本發(fā)明，所述的光纖光柵位移傳感器一般設(shè)置在柔性防護(hù)網(wǎng)的減壓環(huán)上。在本發(fā)明中，優(yōu)選地采用壓力式光纖光柵位移傳感器，如圖3所示，為光纖光柵位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。但是，也不排除使用其他類型的、能夠感測減壓環(huán)型變量的傳感器。光纖光柵位移傳感器包括外殼3-1、彈簧3-2、移動套管3-3、推桿3-4、以及光纖光柵3_5。其中，移動套管3-3以可滑動的方式設(shè)置在外殼3-1中，且光纖光柵3-5的一端固定于移動套管3-3上。當(dāng)推桿3-4推動與移動套管3-3相連接的彈簧3-2時，移動套管3-3將在外殼3_1中滑動，從而引起光纖光柵3-5的應(yīng)變，導(dǎo)致光纖光柵3-5的反射光中心波長發(fā)生變化。采用如此設(shè)置的光纖光柵位移傳感器，利用彈簧的伸縮特性緩沖了推桿的推力，使得推桿的推力不會剛性地傳遞到光纖光柵的兩端。因此，上述布置方式使用彈簧等比例地傳遞了推桿的位移量(即，與減壓環(huán)所受拉力相應(yīng)的信息)，避免了推桿直接作用于光纖光柵而可能導(dǎo)致的傳感器損毀。使得光纖光柵傳感器能夠?qū)崟r、真實(shí)地反映出減壓環(huán)的受力狀況，且不易受到強(qiáng)大外力的損壞，即使在減壓環(huán)過度變形而損壞的情況下，其上所附的光纖光柵傳感器依然可能再次被利用到新的減壓環(huán)上。然而，其他類型的光纖光柵傳感器也可以使用在本發(fā)明中，用于感測減壓環(huán)型變量。[0019]光纖光柵傳感器是目前應(yīng)用最為廣泛的光纖傳感器之一，可測量應(yīng)變、溫度、壓力、位移、流量、液位等參數(shù)。其傳感原理一般基于被測參數(shù)變化引起光柵周期和有效折射率的變化，從而導(dǎo)致光柵特征波長(反射波長)的變化，通過測量特征波長的移動量來測量上述參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，所述壓力式光纖光柵位移傳感器的工作原理是:
每個光纖光柵傳感器從激光源(比如光纖光柵解調(diào)儀)接收激光，并反射回特定波長的激光。對于光纖光柵位移傳感器，在位移的影響下，由其反射回的激光波長會發(fā)生偏移。對于每個光纖光柵傳感器，其反射的特征波長λ在1510-1590nm之間。波長偏移的量Λ入與位移S之間存在既定的關(guān)系，該關(guān)系式可以表示為:
Δ λ i=k*Si (1)
其中k為預(yù)定的系數(shù)，為一個經(jīng)驗(yàn)值或試驗(yàn)測定值。
[0020]這樣，通過光纖光柵反射光的中心波長相對變化量來檢測推桿相對于外殼的相對位移量。光纖光柵位移傳感器具有準(zhǔn)分布式組網(wǎng)(幾十到幾百點(diǎn))、測量分辨率高(0.01%FS)、測量范圍寬(300 μ m~20mm)、工作溫度范圍寬、不受電磁干擾、耐腐蝕、抗沖擊振動、抗疲勞、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于對各種結(jié)構(gòu)兩點(diǎn)間的相對位移變化監(jiān)測。
[0021]所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)主要包括:傳感器分布式陣列，信號傳輸光纖和光纖光柵解調(diào)儀。
[0022]其中，所述傳感器分布式陣列可以包括多個光纖光柵位移傳感器，然而，所述傳感器分布式陣列也可以僅僅包括一個光纖光柵位移傳感器。所述的傳感器分布式陣列可以是串聯(lián)連接，或者并聯(lián)連接，也可以是并聯(lián)和串聯(lián)相結(jié)合的方式，從而構(gòu)成一定的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。例如，每個被檢測對象上可以設(shè)置一個傳感器，多個被測對象上的傳感器經(jīng)過一定的方式連接。具體地，所述光纖光柵位移傳感器陣列可以連接在多個分支光路中，每個分支光路通過光纜接續(xù)盒與主光纜連接，由主光纜將各個分路光纜連接到光纖光柵解調(diào)儀器上。其中，由所述光纖光柵解調(diào)儀向光纖光柵傳感器通過光纖光纜發(fā)送激光信號。一般地，光纖光柵解調(diào)儀發(fā)送預(yù)定的一束激光，該束激光可以包括多個預(yù)定波長的激光，也可以是具有一定光譜寬度的激光。按照預(yù)定設(shè)置，正常狀態(tài)下每個的光纖光柵位移傳感器反射特定波長的激光；而在被測減壓環(huán)發(fā)生位移的情況下，光纖光柵位移傳感器的反射波長發(fā)生變化(在極端情況下也可能導(dǎo)致光纖光柵傳感器失效)，因此將導(dǎo)致被反射的激光波長發(fā)生偏移或者消失。所述光纖光柵解調(diào)儀通過比較反射回到該光纖光柵解調(diào)儀的激光的波長變化來監(jiān)測各個光纖光柵傳感器的外部環(huán)境對其所產(chǎn)生的影響。
[0023]通過本發(fā)明的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，可以收集得到關(guān)于某位置或者某局部區(qū)域例如某乘務(wù)段發(fā)生的信息。其中，如果得到某光纖光柵傳感器反射的激光的波長發(fā)生偏移且持續(xù)一定的時間段，這意味著該傳感器的位置(比如防護(hù)網(wǎng)的減壓環(huán))出現(xiàn)了一定的變形量；如果波長偏移速度較快，說明危險(xiǎn)異物(例如落石)沖擊能量較大；如果反射激光的波長達(dá)到某個預(yù)定值，說明減壓環(huán)變形已經(jīng)達(dá)到或者超過了預(yù)先設(shè)定值；而如果應(yīng)該由該傳感器反射的激光消失，則說明很可能是損毀了該位置的傳感器。此時可以利用信號處理系統(tǒng)來分析上述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)所收集的信號，從而得出一定的結(jié)論。
[0024]信號處理系統(tǒng)
根據(jù)本發(fā)明的原理，需要設(shè)置信號處理系統(tǒng)來分析從上述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)收集得到的信號。優(yōu)選地是，一個信號處理系統(tǒng)可以分析來自眾多個危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)的信號。其中，信號處理系統(tǒng)可以通過有線方式比如光纜與危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)連接?？商鎿Q地，也可以通過無線方式發(fā)送和傳遞信息，例如借助于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
[0025]其中，所述信號處理系統(tǒng)可以具體地實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)服務(wù)器，其包括或者連接相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。根據(jù)本發(fā)明，所述信號處理系統(tǒng)，包括處理器，作為數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷單元，用于對光纖光柵解調(diào)儀發(fā)送的與傳感器波長變化有關(guān)的信號進(jìn)行分析和判斷。服務(wù)器中預(yù)先存儲傳感器或傳感器陣列中心波長數(shù)據(jù)，中心波長變化量和減壓環(huán)變形量之間的對應(yīng)關(guān)系，以及減壓環(huán)變形量所對應(yīng)的該防護(hù)網(wǎng)的破壞情況等級。
[0026]當(dāng)某一減壓環(huán)在受到?jīng)_擊載荷作用下，發(fā)生變形，信號處理系統(tǒng)接受到中心波長變化值。首先，判斷所述波長是屬于哪個光纖光柵位移傳感器的信號，鑒于光纖光柵位移傳感器波長偏移的量與每個所述傳感器的特征波長相比較而言為很小的值，一般僅為一個或少數(shù)幾個納米的量，且變化后的波長一般與相鄰波段的傳感器特征波長也能夠很好的區(qū)分。這樣，確定了特征波長信號后就可以確定是對應(yīng)哪個光纖光柵傳感器的信號。并且，在確定傳感器后就又可以確定對應(yīng)于哪個減壓環(huán)。其次，確定傳感器的波長偏移所對應(yīng)的減壓環(huán)變形量。根據(jù)前文所述，傳感器所感測到的位移與傳感器的波長偏移相對應(yīng)，反過來也就可以通過監(jiān)測波長偏移的量來確定傳感器位置處是否發(fā)生相當(dāng)?shù)拇郎y位移。再次，判斷減壓環(huán)變形量對應(yīng)該柔性防護(hù)網(wǎng)發(fā)生的情況以及嚴(yán)重程度。其中，位移水平與柔性防護(hù)網(wǎng)沖擊載荷之間的對應(yīng)情況根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)測定來估計(jì)。這種對應(yīng)關(guān)系不是固定的，而是人為設(shè)定的結(jié)果，所以也可以根據(jù)具體情況適當(dāng)變動。
[0027]其中，還需要判斷應(yīng)該出現(xiàn)波長信號卻并未出現(xiàn)的情況:如果傳輸給服務(wù)器的傳感器信號中不包括或者中斷對應(yīng)某個光纖光柵傳感器的信號，則意味著發(fā)生了某種嚴(yán)重情況，比如安裝傳感器的減壓環(huán)結(jié)構(gòu)被毀。這需要馬上進(jìn)行安全處理。如果是由一條分光纜連接的所有傳感器的信號消失，則很可能是該條光纜被損毀。根據(jù)危險(xiǎn)度級別的判斷標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)器可將其歸納為“突發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害情形”或“光纜損毀”等。判斷的邏輯規(guī)則，可以由操作人員來具體設(shè)定，或進(jìn)行修改。
[0028]報(bào)警系統(tǒng)
信號處理系統(tǒng)，也就是所述服務(wù)器部分，在經(jīng)過分析得到災(zāi)害發(fā)生或者危害程度的信息后，將此信息以某種媒介的形式發(fā)送給有關(guān)的人員，比如區(qū)域負(fù)責(zé)鐵路安全的人員、維修人員，和上級決策者。
[0029]其中，由負(fù)責(zé)安全監(jiān)控的人員，根據(jù)監(jiān)測的情況，可以通過有線或者無線的方式，比如電話、短信、廣播、警示燈，向有關(guān)人員進(jìn)行示警或通告。
[0030]其中，在本發(fā)明中，使用了開放性好、可以擴(kuò)展的通訊協(xié)議，便于三個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，并且有利于建立統(tǒng)一的防災(zāi)體系。
[0031]這樣，包括上述各個組成部分的柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)相對于現(xiàn)有的方式具有準(zhǔn)確、安全、即時和低成本等突出的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)也可以與其他和鐵路軌道有關(guān)的監(jiān)測系統(tǒng)相兼容或并行，以實(shí)現(xiàn)綜合性的功能。本發(fā)明普遍適用于危巖邊坡柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測情況。
[0032]本發(fā)明的功能特征不限于前面給出的那些例子，這樣可以設(shè)想本發(fā)明精神內(nèi)的任意種類的功能。盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但并非為了將本發(fā)明限制為這里所闡述的具體例子。相反，本發(fā)明的范圍僅受限于所述權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1.一種危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，該危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)包括: 光纖光柵傳感器或者由所述光纖光柵傳感器構(gòu)成的分布式陣列，所述光纖光柵傳感器安裝在防護(hù)網(wǎng)的減壓環(huán)上； 光纖光柵解調(diào)儀；以及 信號傳輸光纖; 所述光纖光柵解調(diào)儀與所述光纖光柵傳感器或所述分布式陣列通過信號傳輸光纖相連接；且其中，所述光纖光柵傳感器或者所述分布式陣列感測減壓環(huán)的變形量，并通過信號傳輸光纖將感測信號傳送給所述光纖光柵解調(diào)儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，其中 所述光纖光柵傳感器為光纖光柵位移傳感器，用于感測其兩端在應(yīng)力作用下的變形量; 所述光纖光柵位移傳感器包括外殼、彈簧、移動套管、推桿以及光纖光柵；所述移動套管以可滑動的方式設(shè)置在所述外殼中，且所述光纖光柵的一端固定于所述移動套管上，所述彈簧與所述移動套管相連接，當(dāng)所述推桿推動所述彈簧時，所述移動套管將在所述外殼中滑動，從而引起所述光纖光柵的應(yīng)變，導(dǎo)致所述光纖光柵的反射光中心波長發(fā)生變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，其中所述光纖光柵解調(diào)儀包括:激光發(fā)射裝置，用于生成激光；和輸入輸出端口，用于將激光輸出到信號傳輸光纖中；所述信號傳輸光纖與光纖光柵傳感器相連接，激光經(jīng)光纖光柵傳感器反射后返回到所述光纖光柵解調(diào)儀， 其中，激光在所述光纖光柵傳感器內(nèi)反射時，若受到外部的作用，反射激光的波長會發(fā)生變化，且所述變化與外部作用之間具有預(yù)定的相關(guān)性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，其中所述光纖光柵傳感器設(shè)置在所述減壓環(huán)內(nèi)側(cè)，用于感測所述減壓環(huán)的變形量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，所述光纖光柵傳感器或所述分布式陣列連接在多個分支光路中，每個分支光路通過光纜接續(xù)盒與主光纜連接，由主光纜將各個分路光纜連接到光纖光柵解調(diào)儀上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，其中所述光纖光柵解調(diào)儀對從所述光纖光柵傳感器反射回來的激光進(jìn)行解調(diào)處理，并得出反射激光的波長信號。
7.—種信號處理系統(tǒng),包括: 信號接收裝置和與所述信號接收裝置相連接的處理器單元； 所述信號接收裝置與所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)相連接，用于接收來自根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)的信號； 處理器單元，設(shè)置成通過分析來確定:
1)每個激光波長信號涉及哪個光纖光柵傳感器；
2)所涉激光的波長的變化以及對應(yīng)的所代表的減壓環(huán)變形量；
3)所述減壓環(huán)變形量是否達(dá)到危險(xiǎn)程度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的 信號處理系統(tǒng)，所述信號處理系統(tǒng)還包括與所述處理器單元相連接的存儲裝置，其中在存儲裝置中預(yù)先存儲: 光纖光柵傳感器與特征波長之間的對應(yīng)關(guān)系；波長變化和光纖光柵傳感器所測的減壓環(huán)變形量之間的關(guān)系； 減壓環(huán)變形量和發(fā)生防護(hù)網(wǎng)損毀的危險(xiǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號處理系統(tǒng)，其中處理器單元還設(shè)置成用于: 確定對應(yīng)于一個或者幾個光纖光柵傳感器的波長信號是否消失；以及 根據(jù)預(yù)定的邏輯規(guī)則，由此判斷是何處位置發(fā)生了防護(hù)網(wǎng)損毀和/或哪條光纖光纜損毀。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號處理系統(tǒng)，其中處理器單元還設(shè)置成用于確定: 相對于時間，減壓環(huán)變形的速度是否大于預(yù)定的閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號處理系統(tǒng)，其中處理器單元還設(shè)置成: 綜合多個光纖光柵傳感器的信息，確定局部區(qū)域是否存在防護(hù)網(wǎng)損毀的趨勢。
12.一種防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)； 根據(jù)權(quán)利要求7-11中任一項(xiàng)所述的信號處理系統(tǒng)； 報(bào)警系統(tǒng)，在所述信號處理系統(tǒng)確定減壓環(huán)變形量發(fā)生和/或達(dá)到危險(xiǎn)程度的情況下，以一種或多種方式發(fā)出報(bào)警信號和/或情報(bào)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)與所述信號處理系統(tǒng)通過有線或者無線方式遠(yuǎn)距離連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括一個或多個所述危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)，以及 所述一個或多個危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)向一個或多個所述信號處理系統(tǒng)提供收集到的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理系統(tǒng)綜合危險(xiǎn)源信號捕捉系統(tǒng)所收集的信息，確定道路沿線的多個監(jiān)測位置的防護(hù)網(wǎng)情況。
【文檔編號】G01B11/02GK103900486SQ201210582370
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】張植俊, 溫海寧, 劉云飛, 曹學(xué)光, 董坤, 仝義安, 翟江蘭, 錢鴻治, 于國瑞, 閻震, 楊小軍 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)