RU2011118415A

RU2011118415A - Способ мониторинга железных дорог на основе волоконной оптики

Info

Publication number: RU2011118415A
Application number: RU2011118415/11A
Authority: RU
Inventors: Илья Игоревич Мохов (RU); Илья Игоревич Мохов; Иван Владимирович Николин (RU); Иван Владимирович Николин
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт (DE); Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-11-20
Also published as: WO2012152575A1

Abstract

1. Способ мониторинга железных дорог на основе волоконной оптики, в котором ! i) свет подается из оптического источника в оптический сенсорный кабель (2), расположенный вдоль железнодорожного пути (1) и содержащий одно или несколько оптических волокон, при этом каждое волокно имеет однородную структуру вдоль железнодорожного пути (1); ! ii) свет, подвергнутый обратному рассеянию в оптическом сенсорном кабеле (2), обнаруживается и анализируется, в результате чего получают комбинации сигналов, содержащие сигналы, указывающие на разные места вдоль железнодорожного пути (1); ! iii) сигналы в комбинациях сигналов классифицируются таким образом, что местам вдоль железнодорожного пути (1) присваиваются классы из некоторого числа классов, при этом каждый класс отображает некоторое состояние в соответствующем месте вдоль железнодорожного пути (1). !2. Способ по п.1, в котором на этапе ii) используют метод рефлектометрии оптической временной области (OTDR - Optical Time Domain Reflectometry - рефлектометрия оптической временной области) для анализа отраженного рассеянного света. ! 3. Способ по п.2, в котором метод рефлектометрии оптической временной области включает рэлеевскую рефлектометрию оптической временной области, в частности когерентную рэлеевскую рефлектометрию оптической временной области, и/или бриллюэновскую рефлектометрию оптической временной области. ! 4. Способ по одному из пп.1-3, в котором оптический сенсорный кабель (2) расположен на земле или под землей вдоль железнодорожного пути (1), в частности рядом с железнодорожным путем (1) или между рельсами (1а) железнодорожного пути (1). ! 5. Способ по одному из пп.1-3, в котором оптический сенсо�

Claims

1. Способ мониторинга железных дорог на основе волоконной оптики, в котором

i) свет подается из оптического источника в оптический сенсорный кабель (2), расположенный вдоль железнодорожного пути (1) и содержащий одно или несколько оптических волокон, при этом каждое волокно имеет однородную структуру вдоль железнодорожного пути (1);

ii) свет, подвергнутый обратному рассеянию в оптическом сенсорном кабеле (2), обнаруживается и анализируется, в результате чего получают комбинации сигналов, содержащие сигналы, указывающие на разные места вдоль железнодорожного пути (1);

iii) сигналы в комбинациях сигналов классифицируются таким образом, что местам вдоль железнодорожного пути (1) присваиваются классы из некоторого числа классов, при этом каждый класс отображает некоторое состояние в соответствующем месте вдоль железнодорожного пути (1).

2. Способ по п.1, в котором на этапе ii) используют метод рефлектометрии оптической временной области (OTDR - Optical Time Domain Reflectometry - рефлектометрия оптической временной области) для анализа отраженного рассеянного света.

3. Способ по п.2, в котором метод рефлектометрии оптической временной области включает рэлеевскую рефлектометрию оптической временной области, в частности когерентную рэлеевскую рефлектометрию оптической временной области, и/или бриллюэновскую рефлектометрию оптической временной области.

4. Способ по одному из пп.1-3, в котором оптический сенсорный кабель (2) расположен на земле или под землей вдоль железнодорожного пути (1), в частности рядом с железнодорожным путем (1) или между рельсами (1а) железнодорожного пути (1).

5. Способ по одному из пп.1-3, в котором оптический сенсорный кабель (2) включен в силовой кабель.

6. Способ по одному из пп.1-3, в котором сигналы в комбинациях сигналов изменяются за счет акустических сигналов или изменений напряжений или температур, возникающих в соответствующем месте вдоль железнодорожного пути (1).

7. Способ по п.1, в котором число классов, используемых на этапе iii), соответствует одному или нескольким из нижеуказанных состояний:

- железнодорожный поезд движется по железнодорожному пути (1);

- человек или животное идет рядом с железнодорожным путем (1) или по железнодорожному пути (1);

- грунт/земля под железнодорожным путем (1) перемещается;

- тяжелый предмет контактирует с железнодорожным путем (1);

- автомобиль движется рядом с железнодорожным путем (1) или по железнодорожному пути (1);

- существует опасность на железнодорожном пути (1) или рядом с железнодорожным путем (1), в частности опасный геологический процесс и/или проникновение третьей стороны.

8. Способ по п.7, в котором состояние, в котором железнодорожный поезд движется по железнодорожному пути (1) дополнительно классифицируется на подклассы, включающие состояние нормальной работы железнодорожного пути (1) и состояние ненормальной работы железнодорожного пути (1).

9. Способ по пп.7 или 8, в котором состояние, в котором железнодорожный поезд движется по железнодорожному пути (1), регистрируется во времени, в результате чего обеспечивается отслеживание железнодорожного поезда.

10. Способ по одному из пп.1-3, или п.7, или п.8, в котором классификация на этапе iii) базируется на рассуждениях на основе сравнения с эталонными ситуациями посредством использования данных режима обучения о состояниях, классифицированных по известным классам.

11. Способ по одному из пп.1-3, или п.7, или п.8, в котором сигналы из комбинаций сигналов фильтруются на этапе ii) на основе одного или нескольких параметров, относящихся к окружающей среде, в которой находится железнодорожный путь (1), при этом отфильтрованные сигналы классифицированы на этапе iii).

12. Способ по одному из пп.1-3, или п.7, или п.8, в котором места вдоль железнодорожного пути (1) и присвоенные классы, полученные на этапе iii), выводятся на пользовательском интерфейсе, в частности на пользовательском интерфейсе на центральной станции мониторинга.

13. Система для мониторинга железных дорог на основе волоконной оптики, содержащая:

- источник света, предназначенный для подачи светового излучения в оптический сенсорный кабель (2), который расположен вдоль железнодорожного пути (1) и содержит одно или несколько оптических волокон, при этом каждое волокно имеет однородную структуру вдоль железнодорожного пути (1);

- средство обнаружения и анализа, предназначенное для обнаружения и анализа света, отраженного с рассеянием в оптическом сенсорном кабеле (2), в результате чего получают комбинации сигналов, содержащие сигналы, указывающие на разные места вдоль железнодорожного пути (1);

- средство классификации, предназначенное для классификации сигналов в комбинациях сигналов таким образом, что местам вдоль железнодорожного пути (1) присваиваются классы из некоторого числа классов, при этом каждый класс отображает некоторое состояние в соответствующем месте вдоль железнодорожного пути (1).

14. Система по п.13, при этом система выполнена так, что она может реализовывать способ по одному из пп.1-12.

15. Способ по п.13 или 14, в котором средство обнаружения и анализа и средство классификации включены в один блок (3) обработки данных.