本實(shí)用新型涉及鐵路沿線塹坡落石監(jiān)測，特別是一種基于分布式應(yīng)力測量的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高速鐵路是國民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和大眾化交通工具，是國家關(guān)鍵公共基礎(chǔ)設(shè)施，是全面支撐“區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化”、“一帶一路”、“制造強(qiáng)國”和“走出去”戰(zhàn)略的基礎(chǔ)保障，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、民生改善和國家安全起著不可替代的全局性支撐作用。隨著鐵路“速、密、重”快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)在不斷加大。

鐵路沿線敷設(shè)的通信光電纜承擔(dān)著鐵路運(yùn)輸指揮任務(wù)，是確保列車安全運(yùn)行極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施。

常規(guī)的鐵路沿線塹坡的安全防護(hù)技術(shù)有主動(dòng)網(wǎng)、被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)塹坡落石、滑移等，是一種被動(dòng)的防護(hù)手段，無法提供報(bào)警功能。主要的監(jiān)測手段有GPS位移監(jiān)測技術(shù)、視頻監(jiān)控等，對(duì)現(xiàn)場環(huán)境要求較高，易受外界環(huán)境等因素影響，難以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控，不適合大范圍的敷設(shè)使用。

針對(duì)當(dāng)前鐵路安全監(jiān)測技術(shù)手段與裝備存在的功能單一、覆蓋范圍有限、環(huán)境適應(yīng)性差、造價(jià)高、信息孤島的共性瓶頸問題，以先進(jìn)分布式光纖探測和定位技術(shù)為核心，開拓利用鐵路既有通信光纜的內(nèi)在傳感功能。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鐵路沿線隧道仰坡和塹坡落石等事件的實(shí)時(shí)監(jiān)測、精確定位、快速識(shí)別和報(bào)警，從而保障鐵路信號(hào)、通信、供電，尤其列車運(yùn)行安全，對(duì)確保鐵路運(yùn)輸安全具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，克服鐵路沿線塹坡多，現(xiàn)有技術(shù)難以大范圍監(jiān)控、難以實(shí)時(shí)監(jiān)測、難以準(zhǔn)確測量、受外界環(huán)境影響大等問題，提供一種基于分布式應(yīng)力測量的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)。利用先進(jìn)的分布式光纖探測和定位技術(shù)，對(duì)鐵路沿線塹坡的主動(dòng)網(wǎng)進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，提供主動(dòng)網(wǎng)的形變數(shù)據(jù)和變化曲線，通過建立網(wǎng)絡(luò)化的塹坡安全安全預(yù)警系統(tǒng)，保障我國鐵路列車運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：一種基于分布式應(yīng)力測量的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括分布式光纖探測定位儀、數(shù)據(jù)中心、用戶終端、既有鐵路通信光纜、應(yīng)力檢測光纜；

所述的分布式光纖探測定位儀，在通信機(jī)房連接沿線鋪設(shè)的所述的既有鐵路通信光纜和在塹坡上安裝的應(yīng)力檢測光纜，整條應(yīng)力檢測光纜沿鐵路沿線塹坡均勻埋設(shè)在2-30cm深度，對(duì)鐵路沿線塹坡的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和防護(hù)；所述的分布式光纖探測定位儀對(duì)應(yīng)力檢測光纜的定位和應(yīng)變變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過通信鏈路連接給所述的監(jiān)測平臺(tái)數(shù)據(jù)中心和用戶終端。

所述的分布式光纖探測定位儀通過對(duì)探測到的信號(hào)進(jìn)行采集、換算等處理后，可以對(duì)應(yīng)力檢測光纜的應(yīng)變變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過通信鏈路上報(bào)給所述的監(jiān)控管理終端和用戶終端。

所述的分布式光纖探測定位儀包括瑞利或布里淵散射的分布式光纖振動(dòng)與應(yīng)變傳感器、檢測儀器、模式識(shí)別單元，應(yīng)力檢測光纜在鐵路沿線塹坡上鋪設(shè)，鐵路沿線塹坡出現(xiàn)應(yīng)變，應(yīng)力檢測光纜張緊，應(yīng)力檢測光纜所受應(yīng)力增大；應(yīng)力檢測光纜所受應(yīng)力變化由布里淵散射信號(hào)給出，并且經(jīng)過模式識(shí)別單元信號(hào)處理，得到光纜實(shí)時(shí)所受應(yīng)力、應(yīng)力變化，應(yīng)力變化位置等信息，即得到某個(gè)空間或時(shí)間區(qū)間的坡上應(yīng)力檢測光纜所受應(yīng)力、應(yīng)力變化，應(yīng)力變化位置等信息；分布式光纖探測定位儀對(duì)應(yīng)力檢測光纜應(yīng)力信息進(jìn)行綜合分析處理后，形成對(duì)塹坡安全狀的判斷，形成預(yù)警信息，并將這些預(yù)警信息通過通信鏈路上傳到所述的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心將監(jiān)控信息傳送到不同權(quán)限所述的用戶終端。

利用鐵路沿線鋪設(shè)的既有通信光纜作為傳輸線路，監(jiān)測距離長，敷設(shè)成本低。

利用在鐵路沿線塹坡的主動(dòng)網(wǎng)上敷設(shè)的應(yīng)力檢測光纜，通過對(duì)光纜的應(yīng)變監(jiān)測來監(jiān)控主動(dòng)網(wǎng)的形變狀態(tài)。

所述的通信鏈路為鐵路專網(wǎng)，可以保障信息傳輸?shù)陌踩?、可靠性?/p>

所述的監(jiān)測平臺(tái)數(shù)據(jù)中心包含服務(wù)器、中心監(jiān)測顯示設(shè)備等；可以將分布式光纖探測定位儀上傳的信息進(jìn)行邏輯管理，并根據(jù)各個(gè)終端的權(quán)限，向道口終端和監(jiān)控終端發(fā)送相應(yīng)的預(yù)警信息。

所述的用戶監(jiān)控終端為放置于站段調(diào)度監(jiān)控中心或上一級(jí)監(jiān)控中心，該終端接入鐵路專網(wǎng)。管理人員通過登錄監(jiān)測平臺(tái)數(shù)據(jù)中心為其分配的賬號(hào)，就可以根據(jù)該終端的權(quán)限查看相關(guān)線路的塹坡狀態(tài)報(bào)警信息。

所述的既有鐵路通信光纜是鐵路沿線鋪設(shè)的既有通信光纜中的某一芯閑置光纖，無需額外鋪設(shè)，減小了施工成本。

所述的應(yīng)力檢測光纜是敷設(shè)在塹坡主動(dòng)網(wǎng)上、并連接到鐵路既有通信光纜其中一芯上，可以根據(jù)其應(yīng)力變化來反映主動(dòng)網(wǎng)的形變狀態(tài)。

所述的其它輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以通過攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)局部重點(diǎn)區(qū)域的視頻監(jiān)控。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型采用分布式光纖傳感技術(shù)，具有與既有線無縫融合、距離長，覆蓋范圍大、分布式監(jiān)測，無漏點(diǎn)。監(jiān)測系統(tǒng)基于光纖的傳感技術(shù)，無需現(xiàn)場供電，抗雷擊、維護(hù)成本低。系統(tǒng)所用通信鏈路為鐵路專網(wǎng)，可以保障信息傳輸?shù)陌踩?、可靠性。同時(shí)具有擴(kuò)展性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)化、智能化等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于分布式應(yīng)力測量的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

首先請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為本實(shí)用新型基于分布式光纖應(yīng)力測量的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。由圖1可見，本實(shí)用新型基于分布式光纖傳感技術(shù)，其特征在于其構(gòu)成包括分布式光纖探測定位儀、數(shù)據(jù)中心、用戶終端、鐵路既有通信光纜、應(yīng)力檢測光纜、主動(dòng)網(wǎng)；所述的分布式光纖探測定位儀，在通信機(jī)房連接沿線鋪設(shè)的所述的鐵路既有通信光纜，并在鐵路沿線塹坡區(qū)域在既有鐵路通信中串接入所述的應(yīng)力檢測光纜，其中應(yīng)力檢測光纜敷設(shè)在塹坡的主動(dòng)網(wǎng)上；所述的分布式光纖探測定位儀通過對(duì)探測到的信號(hào)進(jìn)行處理后，可以實(shí)時(shí)獲取應(yīng)力檢測光纜的應(yīng)變變化狀態(tài)，若出現(xiàn)應(yīng)變異常則通過通信鏈路上報(bào)給所述的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行報(bào)警信息的分類、分級(jí)別后分發(fā)給相關(guān)的用戶，然后通過所述的用戶終端進(jìn)行聲音報(bào)警、燈光報(bào)警

以上技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)一種基于分布式光纖應(yīng)力監(jiān)測的主動(dòng)網(wǎng)形變實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。雖然參照上述具體實(shí)施例詳細(xì)地描述了本實(shí)用新型，但是應(yīng)該理解本實(shí)用新型并不限于所公開的實(shí)施方式和實(shí)施例，對(duì)于本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可對(duì)其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。