CN104374466B - 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 - Google Patents
路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104374466B CN104374466B CN201410687249.4A CN201410687249A CN104374466B CN 104374466 B CN104374466 B CN 104374466B CN 201410687249 A CN201410687249 A CN 201410687249A CN 104374466 B CN104374466 B CN 104374466B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration
- optical fiber
- roadbed
- subgrade subsidence
- vibration signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
一种路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统，属于重要基础设施安全监测技术领域。其特征是将分布式光纤振动传感器按S型方式布设于路基中，分布式光纤振动系统实时采集和定位施加在分布式光纤振动传感器上的振动信号，通过路基塌陷振动信号识别系统对各种振动信号进行处理，识别因路基塌陷产生的振动信号，识别出的塌陷灾害信息通过GSM/GPRS实时上报到塌陷灾害报警终控中心进行塌陷报警。本发明的效果和益处是采用分布式光纤振动测试系统和路基塌陷振动信号识别系统实时识别出因路基塌陷引起的振动信号，并根据振动信号的能量谱确定塌陷规模，通过GSM/GPSR上报到路基塌陷灾害报警终控中心实时报警塌陷，解决了当前路基塌陷灾害报警延迟的难题。
Description
技术领域
本发明属于重要基础设施安全监测技术领域，涉及一种路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统。
背景技术
我国岩溶面积超过300万平方公里，占国土面积近三分之一。岩溶土洞(塌陷)是一种极其严重的自然灾害，导致了极大的经济财产损伤和人员伤亡。随着经济的高速发展，我国铁路里程9万公里(位居世界第二)，其中高铁里程七千多公里(位居世界第一)，并成为我国重要的高新出口技术。这些铁路不可避免穿越岩溶区，特别是西南地区的铁路。目前，岩溶区域铁路路基塌陷是铁路线路建设的最主要灾害形式，严重威胁铁路的安全运营。因此，科学地把握岩溶土洞灾害，发展铁路路基塌陷灾害实时报警，是预防铁路路基塌陷和减缓塌陷危害的最有效途径。
目前，对于岩溶土洞监测/检测主要采用地质雷达沿铁路路基沿线进行扫描，该方法检测成本高、检测周期长，不能实现路基塌陷实时监测功能。位移传感器和土压力传感器可以对路基进行点式或局部监测，对于路基而言，需要布设大量的点式传感器，这就会造成传输线路繁多，系统集成复杂等问题，且容易出现漏检。分布式传感技术可以实现分布式测量，在国内外土木工程、航空航天领域得到了重视并在一些重要基础设施(桥梁、隧道等)中得到了成功的应用。在岩溶土洞监测方面，严明等人采用同轴电缆时域反射(TDR)技术对土洞监测的可行性和有效性进行了实验研究，TDR土洞定位精度1.0m。但是TDR传输距离比较短且易受环境干扰，不合适路基塌陷实时监测。分布式光纤布里渊传感技术具有传感精度高、绝对测量且可以实现上百公里的应变和温度的连续测量的特点，能对塌陷灾害规模进行预警，但是其属于准动态监测技术，塌陷报警时间有所延迟。对于灾害事故而言，哪怕提前一秒进行报警，也会大大减缓事故的后果。光纤分布式振动传感技术能对施加在光纤振动传感器上振动信号进行高实时性、高灵敏性监测，已在周界安防、埋地管道等结构上开展了广泛的研究与工程应用。目前光纤振动传感技术应用到铁路路基塌陷监测还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供了一种路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统，该方法通过分布式光纤振动系统实时采集施加在分布式光纤振动传感器上的振动信号，通过路基塌陷振动信号识别系统识别出塌陷振动信号，并实时通过通用分组无线服务技术(GSM/GPRS)传输给塌陷灾害报警终控中心进行塌陷报警。
本发明的技术方案是将分布式光纤振动传感器按S型方式布设于路基中，分布式光纤振动系统实时采集和定位施加在分布式光纤振动传感器上的振动信号，通过路基塌陷振动信号识别系统对各种振动信号进行处理，识别因路基塌陷产生的振动信号，识别出的塌陷灾害信息通过GSM/GPRS实时上报到塌陷灾害报警终控中心进行塌陷报警。本发明包括以下技术特征：
a)路基塌陷光纤振动实时监测方法及其报警系统，包括分布式光纤振动传感器、分布式光纤振动测试系统、路基塌陷振动信号识别系统、GSM/GPRS接收传输塔和路基塌陷灾害报警终控中心。分布式光纤振动测试系统实时定位监测路基沿线上分布式光纤振动传感器感知各种振动信号，由路基塌陷振动信号识别系统识别因路基塌陷引起的振动信号，通过GSM/GPRS上报到路基灾害报警终控中心对路基塌陷灾害规模和位置进行实时报警。
b)分布式光纤振动传感器按S型方式布设路基中，实时感知各种振动信号，分布式光纤振动测试系统采集和定位分布式光纤振动传感器感知的各种振动信号。
c)路基塌陷振动信号识别系统实时处理各种振动信号，识别出因路基塌陷引起的振动信号，根据识别出的振动信号能量谱图，确定路基塌陷规模和位置。
d)路基塌陷规模和位置信息通过GSM/GPRS传输给路基塌陷灾害报警终控中心进行塌陷灾害实时报警
本发明的效果和益处是分布式光纤振动测试系统和路基塌陷振动信号识别系统实时识别出因路基塌陷引起的振动信号，并根据振动信号的能量谱确定塌陷规模，通过GSM/GPSR实时上报到路基塌陷灾害报警终控中心实时发布塌陷报警，有效解决了当前路基塌陷灾害报警延迟的难题。
附图说明
附图是路基塌陷光纤振动实时监测方法及其报警系统示意图。
图中：1分布式光纤振动传感器；2传输光缆；3分布式光纤振动测试系统；4路基塌陷振动信号识别系统；5GPRS/GSM接收发送塔；6路基塌陷灾害报警终控中心。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
附图为路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统。系统具体构建方式是分布式光纤振动传感器1沿路基纵向按S型布设，分布式光纤振动传感器1与传输光缆2焊接，传输光缆2接入分布式光纤振动测试系统3，分布式光纤振动系统3与路基塌陷振动信号识别系统4，GSM/GPRS塔5接收和发送路基塌陷振动信号识别系统4识别出的路基塌陷灾害信息，路基塌陷灾害报警终控中心6将接收到路基塌陷灾害信息进行实时发布报警，进而构成整个路基塌陷光纤振动实时监测方法及其报警系统。分布式光纤振动传感器1按S型布设可以提高振动信号源头的定位精度，分布式光纤振动系统3实时采集施加在分布式光纤振动传感器1上的各种振动信号，振动信号经路基塌陷振动信号识别系统4分析处理，识别出因土洞塌陷引起的振动信号，然后通过GSM/GPRS塔5发送至路基塌陷灾害报警终控中心6实时进行塌陷规模和位置报警。
Claims (2)
1.一种路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统，包括分布式光纤振动传感器(1)；传输光缆(2)；分布式光纤振动测试系统(3)；路基塌陷振动信号识别系统(4)；GPRS/GSM接收发送塔(5)；路基塌陷灾害报警终控中心(6)，其特征是：分布式光纤振动测试系统(3)实时采集布设在路基中的分布式光纤振动传感器(1)感知的振动信号，路基塌陷振动信号识别系统(4)识别因路基塌陷引起的振动信号，GPRS/GSM接收发送塔(5)接收并发送识别出的路基塌陷灾害到路基塌陷灾害报警终控中心(6)进行路基塌陷灾害实时报警，该系统在于，分布式光纤振动传感器(1)按S型沿路基纵向布设，获取各种振动信号，分布式光纤振动测试系统(3)实时采集振动信号，通过路基塌陷振动信号识别系统(4)对振动信号进行处理，根据处理后得到的能量谱，识别出因路基塌陷引起的振动信息，确定路基塌陷规模和位置；路基塌陷规模和位置信息传输给路基塌陷灾害报警终控中心(6)进行塌陷灾害实时报警；
所述的分布式光纤振动传感器(1)按S型布设于路基中，分布式光纤振动传感器（1）与传输光缆（2）焊接，传输光缆（2）接入分布式光纤振动测试系统（3），路基塌陷振动信号识别系统(4)与分布式光纤振动测试系统(3)连接；通过传输光缆(2)、分布式光纤振动测试系统(3)实时采集施加在分布式光纤振动传感器(1)上的各种振动信号。
2.根据权利要求1所述的一种路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统，其特征在于，路基塌陷振动信号识别系统(4)识别出的振动信号，将确定路基塌陷规模和位置通过GPRS/GSM接收发送塔(5)接收并发送至路基塌陷灾害报警终控中心(6)，路基塌陷灾害报警终控中心(6)实时报警路基塌陷规模和位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410687249.4A CN104374466B (zh) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410687249.4A CN104374466B (zh) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104374466A CN104374466A (zh) | 2015-02-25 |
| CN104374466B true CN104374466B (zh) | 2017-05-03 |
Family
ID=52553518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410687249.4A Active CN104374466B (zh) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104374466B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105303777A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-03 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统 |
| CN111981214A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-24 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法 |
| CN113358303A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-07 | 朴牛(上海)科技有限公司 | 一种基于光纤声波传感的桥梁结构健康监测装置 |
| CN114323244A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-12 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于φ-otdr的线缆管道塌方信号的监测方法 |
| CN114926968B (zh) * | 2022-05-18 | 2023-10-10 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种路基脱空监测系统、监测方法、设备及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014418A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Sakata Denki | 光ファイバループ干渉計を用いた振動・衝撃検出装置 |
| JP2003149044A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Oyo Corp | 斜面の安定性評価方法 |
| JP2004361264A (ja) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Nikken Consultants Inc | 光振動センサ |
| JP2007232459A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ侵入監視装置 |
| CN103604382A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-26 | 河海大学 | 一种波纹管分布式光纤测量传感器 |
| CN204346572U (zh) * | 2014-11-25 | 2015-05-20 | 大连理工大学 | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 |
-
2014
- 2014-11-25 CN CN201410687249.4A patent/CN104374466B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014418A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Sakata Denki | 光ファイバループ干渉計を用いた振動・衝撃検出装置 |
| JP2003149044A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Oyo Corp | 斜面の安定性評価方法 |
| JP2004361264A (ja) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Nikken Consultants Inc | 光振動センサ |
| JP2007232459A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ侵入監視装置 |
| CN103604382A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-26 | 河海大学 | 一种波纹管分布式光纤测量传感器 |
| CN204346572U (zh) * | 2014-11-25 | 2015-05-20 | 大连理工大学 | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104374466A (zh) | 2015-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104374466B (zh) | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 | |
| CN102354433B (zh) | 基于光纤光栅传感技术的铁路边坡危岩落石监测报警系统 | |
| CN205785299U (zh) | 一种管廊状态监测系统 | |
| AU2013213969B2 (en) | Indicating locations | |
| CN205445677U (zh) | 隧道安全预警及自动监控量测系统 | |
| CN204415435U (zh) | 基于全分布式光纤传感的高铁线路边界入侵在线监测系统 | |
| CN101458069B (zh) | 隧道围岩变形监测方法及其监测系统 | |
| CN103292889B (zh) | 一种分布式光纤振动传感器振源定位方法 | |
| CN103617685B (zh) | 一种基于光纤振动传感报警系统的自学习算法 | |
| CN202257858U (zh) | 基于光纤光栅传感技术的铁路边坡危岩落石监测报警系统 | |
| CN103996269A (zh) | 无线数据采集控制系统 | |
| WO2015014264A1 (zh) | 铁路防灾立体监测系统、信号处理系统及监测报警系统 | |
| CN110260168A (zh) | 燃气管道安全预警系统及其方法 | |
| CN104183092A (zh) | 破坏性近震快速反应触发系统和方法 | |
| CN103927834A (zh) | 地下管线周界侵扰预警系统 | |
| CN114842603A (zh) | 一种高压电缆防外破监测预警系统 | |
| CN102854541A (zh) | 具有定位能力的无源灾后井下信息获取方法及其系统 | |
| CN204346572U (zh) | 路基塌陷光纤振动实时监测及报警系统 | |
| CN204368189U (zh) | 基于光纤光栅传感器闭环回路的铁路异物侵限监测系统 | |
| CN112924061A (zh) | 一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统及方法 | |
| CN103150859A (zh) | 基于光纤光栅的异物侵限监测系统 | |
| CN203025912U (zh) | 高危边坡防塌报警系统 | |
| CN203849835U (zh) | 无线数据采集控制系统 | |
| CN102721406B (zh) | 施工便梁姿态监测系统 | |
| CN203325155U (zh) | 破坏性近震快速预警系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |