CN106289601A - 基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控技术，所述检测系统包括分布式光纤探测定位仪、数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、应力检测光缆以及辅助监控系统。利用应力检测光缆，分布式光纤探测定位仪对铁路沿线的边坡进行实时监控，并将边坡滑移报警信息通过通信链路上报给数据中心，将异常报警信息分发给用户终端。本发明能够对铁路沿线边坡的安全状态进行实时监控，对边坡滑移等事件进行防范，为列车的安全运营提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及铁路沿线边坡滑移监测，特别是一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控技术。
背景技术
高速铁路是国民经济大动脉和大众化交通工具，是国家关键公共基础设施，是全面支撑“区域经济一体化”、“一带一路”、“制造强国”和“走出去”战略的基础保障，对我国经济社会发展、民生改善和国家安全起着不可替代的全局性支撑作用。随着铁路“速、密、重”快速发展，铁路运输安全风险在不断加大。铁路沿线敷设的通信光电缆承担着铁路运输指挥任务，是确保列车安全运行极为重要的基础设施。
常规的铁路沿线边坡的安全防护技术有主动网、被动网防护边坡滑移、滑移等，是一种被动的防护手段，无法提供报警功能。主要的监测手段有GPS位移监测技术、视频监控等，对现场环境要求较高，易受外界环境等因素影响，难以进行远距离操控，不适合大范围的敷设使用。
针对当前铁路安全监测技术手段与装备存在的功能单一、覆盖范围有限、环境适应性差、造价高、信息孤岛的共性瓶颈问题，以先进分布式光纤探测和定位技术为核心，开拓利用铁路既有通信光缆的内在传感功能。系统能够实现对铁路沿线隧道仰坡和边坡滑移等事件的实时监测、精确定位、快速识别和报警，从而保障铁路信号、通信、供电，尤其列车运行安全，对确保铁路运输安全具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，克服铁路干线长，铁路周围环境复杂，特别是铁路沿线边坡多，现有技术不能实现大范围，实时地对铁路沿线地边坡安全状态进行监测地困难。提供一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控技术。利用先进的分布式光纤探测和定位技术，实时监测敷设在铁路沿线边坡上的应力监测光缆的应力变化，实现对铁路沿线边坡的安全状态进行全方位的实时监控和预警，提供边坡应力检测光缆所受应力的数据和变化曲线，通过建立网络化的边坡安全安全预警系统，保障我国铁路列车运行监控数据的准确性和可靠性。
本发明的技术解决方案如下：一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其构成包括分布式光纤探测定位仪、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、应力检测光缆；
所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在边坡上安装的应力检测光缆，对铁路沿线边坡的安全状态进行实时监控和防护，应力检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对应力检测光缆的应变监测来监控边坡的安全状态；所述的分布式光纤探测定位仪通过对探测到的信号进行采集、换算等处理后，可以对应力检测光缆的应变变化进行实时监测，并通过通信链路上报给所述的数据中心和用户终端。
所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，应力检测光缆在边坡上铺设，边坡出现滑移，应力检测光缆张紧，应力检测光缆所受应力增大；应力检测光缆所受应力变化由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到光缆实时所受应力、应力变化，应力变化位置等信息，即得到某个空间或时间区间的边坡上应力检测光缆所受应力、应力变化，应力变化位置等信息；在通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；分布式光纤探测定位仪对应力检测光缆应力信息进行综合分析处理后，形成对边坡安全状的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的数据中心，数据中心将监控信息传送到不同权限所述的用户终端。
所述的分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端。
利用铁路既有的通信光缆进行传感，除应力检测光缆外的大部分光缆，不需重新铺设光缆，大大节省了系统的应用到铁路沿线上的时间与施工成本。
设有辅助监控系统，所述的辅助监控系统与通信链路连接以及辅助监控系统可以通过摄像头，雷达等方法，实现局部重点区域视频监控。
所述的通信链路为铁路专网，可以保障信息传输的安全性、可靠性。
所述的应力检测光缆线埋地或以抱箍、夹具等物理方式固定在边坡上。
设有数据中心通过铁路既有通信光缆连接分布式光纤探测定位仪、用户终端、监控管理终端、；所述的数据中心包含服务器、中心监测显示设备等；可以将分布式光纤探测定位仪上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在边坡上安装的应力检测光缆，对铁路沿线边坡的安全状态进行实时监控和防护；所述的分布式光纤探测定位仪通过对探测到的信号进行采集、换算等处理后，可以对应力检测光缆的应变变化进行实时监测，并通过通信链路上报给所述的数据中心和用户终端。
所述的数据中心与分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端；
本技术方法利用铁路既有的通信光缆进行传感，不需重新铺设光缆，大大节省了系统的应用到铁路沿线上的时间与施工成本。
所述的应力检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对应力检测光缆的应变监测来监控边坡的安全状态。
所述的通信链路为铁路专网，可以保障信息传输的安全性、可靠性。
所述的数据中心包含服务器、中心监测显示设备等；可以将分布式光纤探测定位仪上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
本发明的有益效果：
1、本发明采用分布式光纤传感技术，具有与既有线无缝融合、距离长，覆盖范围大、分布式监测，无漏点。
2、本发明基于分布式光纤传原理，具有抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度；耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与光纤系统连接等优势。
3、监测系统基于光纤的传感技术，无需现场供电，安全性、可靠性高，抗雷击、维护成本低。
4、系统所用通信链路为铁路专网，可以保障信息传输的安全性、可靠性。同时具有扩展性强，网络化、智能化等优点。
5、采用既有铁路通信光缆，不需要重新铺设光缆，减少了时间成本和施工成本。
6、传感距离长，分布式测量，恰合铁路干线长，易受安全威胁，亟需长距离全线监测的特点。
附图说明
图1为本发明基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控技术的结构框图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
首先请参照图1，图1为本发明基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控技术结构框图。由图1可见，本发明基于分布式光纤传感技术，其特征在于其构成包括分布式光纤探测定位仪、数据中心、用户终端、监控管理终端、铁路既有通信光缆、应力检测光缆以及辅助监控系统；
所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，应力检测光缆在边坡上铺设，边坡出现滑移，光缆张紧，光缆所受应力增大；光缆所受应力由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到光缆实时所受应力、应力变化，应力变化位置等信息，分布式光纤探测定位仪对光缆应力信息进行综合分析处理后，形成对边坡安全状的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的数据中心，数据中心将监控信息传送到不同权限所述的用户终端，并通过声光的联动，提醒铁路值班人员。
所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在边坡上安装的应力检测光缆，对铁路沿线边坡的安全状态进行实时监控和防护；所述的分布式光纤探测定位仪通过对探测到的信号进行采集、换算等处理后，可以对应力检测光缆的应变变化进行实时监测，并通过通信链路上报给所述的数据中心和用户终端。
所述的数据中心与分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员。
所述的辅助监控系统与通信链路连接以及辅助监控系统可以通过摄像头，雷达等方法，实现局部重点区域视频监控。
以上技术方案可以实现一种基于分布式光纤应力监测的边坡滑移实时监控方法。虽然参照上述具体实施例详细地描述了本发明，但是应该理解本发明并不限于所公开的实施方式和实施例，对于本专业领域技术人员来说，可对其形式和细节进行各种改变。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于其构成包括分布式光纤探测定位仪、用户终端、数据中心、监控管理终端、铁路既有通信光缆、应力检测光缆；
所述的分布式光纤探测定位仪，安置在铁路沿线的通信机房内，连接铁路沿线铺设的所述的既有铁路通信光缆和在边坡上安装的应力检测光缆，对铁路沿线边坡的安全状态进行实时监控和防护，应力检测光缆续接到铁路沿线的既有通信光缆，通过对应力检测光缆的应变监测来监控边坡的安全状态；所述的分布式光纤探测定位仪通过对探测到的信号进行采集、换算等处理后，可以对应力检测光缆的应变变化进行实时监测，并通过通信链路上报给所述的监控管理终端、数据中心和用户终端；
所述的分布式光纤探测定位仪包括瑞利或布里渊散射的分布式光纤振动与应变传感器、检测仪器、模式识别单元，应力检测光缆在边坡上铺设，边坡出现滑移，应力检测光缆张紧，应力检测光缆所受应力增大；应力检测光缆所受应力变化由布里渊散射信号给出，并且经过模式识别单元信号处理，得到光缆实时所受应力、应力变化，应力变化位置等信息，即得到某个空间或时间区间的边坡上应力检测光缆所受应力、应力变化，应力变化位置等信息；在通信机房连接沿铁路铺设的所述的既有铁路通信光缆；分布式光纤探测定位仪对应力检测光缆应力信息进行综合分析处理后，形成对边坡安全状态的判断，形成预警信息，并将这些预警信息通过通信链路上传到所述的数据中心，数据中心将监控信息传送到不同权限所述的用户终端；
所述的分布式光纤探测定位仪、监控管理终端、用户终端、辅助监控系统通过通信链路连接，数据中心对预警信息储存，整合，根据各个用户终端的权限，通过通信链路把预警信息分配到各个用户终端，提醒铁路值班人员，同时将所有的监控信息上传到监控管理终端。
2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于利用铁路既有的通信光缆进行传感。
3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于所述的辅助监控系统与通信链路连接以及辅助监控系统通过摄像头、雷达方法，实现局部重点区域视频监控。
4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于所述的通信链路为铁路专网。
5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于整条应力检测光缆线埋地或以抱箍、夹具物理方式固定在边坡上。
6.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应力测量的边坡滑移监控系统，其特征在于：设有数据中心通过铁路既有通信光缆连接分布式光纤探测定位仪、用户终端、监控管理终端；所述的数据中心包含服务器、中心监测显示设备等；可以将分布式光纤探测定位仪上传的信息进行逻辑管理，并根据各个终端的权限，向用户终端和监控管理终端发送相应的预警信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hou Wenyu Inventor after: Wang Zhaoyong Inventor after: Ye Qing Inventor after: Cai Haiwen Inventor after: Zheng Hanrong Inventor after: Xia Daoming Inventor after: Yu Zhanghui Inventor after: Song Guoliang Inventor after: Pan Zhenhua Inventor after: Zhang Xutan Inventor after: Cao Yulong Inventor after: Wu Haijun Inventor after: Jiang Xiaobing Inventor after: Xia Baoqian Inventor after: Lu Bin Inventor before: Cao Yulong Inventor before: Xia Daoming Inventor before: Yu Zhanghui Inventor before: Wu Haijun Inventor before: Jiang Xiaobing Inventor before: Xia Baoqian Inventor before: Lu Bin Inventor before: Wang Zhaoyong Inventor before: Ye Qing Inventor before: Cai Haiwen Inventor before: Zheng Hanrong |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180118 Address after: No. 80 Tianmu East Road, Jingan District, Shanghai Applicant after: SHANGHAI RAILWAY BUREAU Applicant after: NANJING PI-LIGHTWAVE INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Shuanglong street in Qinhuai District of Nanjing City, Jiangsu province 210007 No. 1 Ssangyong science and Technology Industrial Park 2 Building 3 floor Applicant before: NANJING PI-LIGHTWAVE INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |