防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)；信號(hào)處理系統(tǒng)；報(bào)警系統(tǒng)，在所述信號(hào)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(hào)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(cè)減壓環(huán)的變形量，并通過(guò)信號(hào)傳輸光纖將感測(cè)信號(hào)傳送給所述光纖光柵解調(diào)儀。
【專(zhuān)利說(shuō)明】防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年12月28日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210582370.1以及發(fā)明名稱(chēng)為“防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及自動(dòng)監(jiān)測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及鐵路防災(zāi)安全監(jiān)測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0003]我國(guó)的鐵路系統(tǒng)正處在迅速建設(shè)和發(fā)展的時(shí)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(guó)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(dòng)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(duì)鐵路、公路等交通安全、人民生命及國(guó)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(wàn)的旅客滯留外地，不能按時(shí)到達(dá)目的地，正常的生產(chǎn)、生活秩序也被打破，給社會(huì)安定帶來(lái)極大壓力，同時(shí)也給交通運(yùn)營(yíng)部門(mén)及旅客帶來(lái)難以估計(jì)的間接經(jīng)濟(jì)損失。為此，積極采取措施，對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害盡可能進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警有著重大深遠(yuǎn)的意義和影響。
[0004]現(xiàn)有的高陡邊坡運(yùn)營(yíng)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(dòng)監(jiān)測(cè)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(gè)方面，同時(shí)從主動(dòng)監(jiān)測(cè)和被動(dòng)監(jiān)測(cè)的角度，對(duì)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(guò)安裝主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)及被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。
[0005]在高陡邊坡失穩(wěn)及異物侵線監(jiān)控技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展的研究與應(yīng)用普遍存在以下問(wèn)題:首先，部分監(jiān)測(cè)設(shè)備費(fèi)用昂貴，無(wú)法大量應(yīng)用；其次，因測(cè)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(wèn)題比較突出，特別是測(cè)試元件受惡劣氣候影響容易失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]目前，主動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和被動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究中普遍存在的問(wèn)題主要有:
(1)缺乏對(duì)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(cè)預(yù)報(bào)研究結(jié)合起來(lái)；
(2)現(xiàn)行的滑坡預(yù)報(bào)理論模型的適用性較差，對(duì)于邊坡變形的力學(xué)演變和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)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(píng)價(jià)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(wèn)題；
(5)存在監(jiān)測(cè)位置不當(dāng)、監(jiān)測(cè)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(wèn)題。[0007]針對(duì)上述問(wèn)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(cè)技術(shù)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)，該危險(xiǎn)源信號(hào)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(hào)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(guò)信號(hào)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(cè)減壓環(huán)應(yīng)變，并通過(guò)信號(hào)傳輸光纖將感測(cè)信號(hào)傳送給所述光纖光柵解調(diào)儀。
[0009]所述光纖光柵解調(diào)儀對(duì)從所述光纖光柵傳感器反射回來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，依據(jù)處理結(jié)果得出各個(gè)光纖光柵傳感器所在的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的危險(xiǎn)源狀況。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括:信號(hào)接收裝置和與所述信號(hào)接收裝置相連接的處理器單元；所述信號(hào)接收裝置與所述危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)相連接，用于接收來(lái)自以上所述的危險(xiǎn)源捕捉系統(tǒng)的信號(hào)；處理器單元，設(shè)置成通過(guò)分析來(lái)確定:
1)每個(gè)激光波長(zhǎng)信號(hào)涉及哪個(gè)光纖光柵傳感器；
2)所涉激光的波長(zhǎng)的變化以及對(duì)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。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:
如前所述的危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)；
與所述危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)相連接的如前所述的信號(hào)處理系統(tǒng)；
與所述信號(hào)處理系統(tǒng)相連接的報(bào)警系統(tǒng)，在所述信號(hào)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(hào)和/或情報(bào)信息。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，選擇監(jiān)測(cè)減壓環(huán)位移變化，而不是監(jiān)測(cè)拉錨繩的拉力變化情況，避免了因?qū)嶋H工況中每個(gè)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(wú)法正確判斷實(shí)際真實(shí)情況；也避開(kāi)了安裝在防護(hù)網(wǎng)支撐繩上因振動(dòng)信號(hào)不穩(wěn)定，而導(dǎo)致無(wú)法正確分析判斷異物侵線的振動(dòng)信號(hào)，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(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好的的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是在鐵路無(wú)人區(qū)、無(wú)電區(qū)以及惡劣的環(huán)境下均可長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。而且，即使在危險(xiǎn)源稍有變動(dòng)但尚未出現(xiàn)真實(shí)險(xiǎn)情時(shí)，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(shí)、動(dòng)態(tài)地測(cè)量出減壓環(huán)所承受的應(yīng)力參數(shù)(而無(wú)需等到減壓環(huán)超過(guò)預(yù)定的預(yù)警閾值時(shí)才觸發(fā)報(bào)警開(kāi)關(guān)以發(fā)送報(bào)警信號(hào))，從而能夠?yàn)槁肪€維護(hù)工作以及及時(shí)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(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]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(cè)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(cè)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】[0014]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(duì)本發(fā)明進(jìn)一步地進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0015]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(duì)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(shí)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(gè)主要部分構(gòu)成。減壓環(huán)穿掛于被動(dòng)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(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)發(fā)生變形位移吸收能量，避免其他構(gòu)件發(fā)生破壞，對(duì)系統(tǒng)起到過(guò)載保護(hù)作用。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)監(jiān)測(cè)柔性防護(hù)網(wǎng)減壓環(huán)變形，能夠達(dá)到監(jiān)測(cè)有無(wú)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(shí)會(huì)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(shì)，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(cè)減壓環(huán)的位移變形，以及變形的趨勢(shì)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(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)柔性防護(hù)網(wǎng)的受力狀態(tài)進(jìn)而提供預(yù)警服務(wù)。
[0016]柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有三個(gè)基本功能:對(duì)減壓環(huán)變形量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠自動(dòng)識(shí)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。
[0017]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(cè)系統(tǒng)至少應(yīng)由三部分構(gòu)成:危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)，以及報(bào)警系統(tǒng)。另外，由于設(shè)施對(duì)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(hào)采集通路受損的時(shí)候，設(shè)備能給出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)通知工作人員維護(hù)。
[0018]其中，所示危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)的主要工作是采集現(xiàn)場(chǎng)減壓環(huán)變形信息并且轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等傳輸手段發(fā)送給信號(hào)處理系統(tǒng)；信號(hào)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(hào)捕捉系統(tǒng)傳送來(lái)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(hào)所涉及的減壓環(huán)所受到的拉力)，以及結(jié)合時(shí)間變量來(lái)判斷減壓環(huán)位移變化變化趨勢(shì)，并發(fā)出相應(yīng)等級(jí)的報(bào)警信號(hào)到報(bào)警系統(tǒng)；報(bào)警系統(tǒng)主要任務(wù)是接收信號(hào)處理系統(tǒng)發(fā)送的報(bào)警信號(hào)后能夠發(fā)出光、聲、電等報(bào)警手段來(lái)告知各級(jí)工作人員相應(yīng)的報(bào)警信息。下面分別描述各個(gè)系統(tǒng)。
[0019]危險(xiǎn)源信號(hào)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(lèi)型的、能夠感測(cè)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(dòng)套管3-3、推桿3-4、以及光纖光柵3_5。其中，移動(dòng)套管3-3以可滑動(dòng)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(dòng)套管3-3上。當(dāng)推桿3-4推動(dòng)與移動(dòng)套管3-3相連接的彈簧3-2時(shí)，移動(dòng)套管3-3將在外殼3_1中滑動(dòng)，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(zhǎng)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(huì)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(shí)、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(guò)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(lèi)型的光纖光柵傳感器也可以使用在本發(fā)明中，用于感測(cè)減壓環(huán)型變量。
[0020]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(cè)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(cè)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(zhǎng)(反射波長(zhǎng))的變化，通過(guò)測(cè)量特征波長(zhǎng)的移動(dòng)量來(lái)測(cè)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(gè)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(zhǎng)的激光。對(duì)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(zhǎng)會(huì)發(fā)生偏移。對(duì)于每個(gè)光纖光柵傳感器，其反射的特征波長(zhǎng)λ在1510-1590nm之間。波長(zhǎng)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 J=^Si (I) 其中k為預(yù)定的系數(shù)，為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值或試驗(yàn)測(cè)定值。
[0021]這樣，通過(guò)光纖光柵反射光的中心波長(zhǎng)相對(duì)變化量來(lái)檢測(cè)推桿相對(duì)于外殼的相對(duì)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(cè)量分辨率高(0.01%FS)、測(cè)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(dòng)、抗疲勞、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于對(duì)各種結(jié)構(gòu)兩點(diǎn)間的相對(duì)位移變化監(jiān)測(cè)。
[0022]所述危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)主要包括:傳感器分布式陣列，信號(hào)傳輸光纖和光纖光柵解調(diào)儀。
[0023]其中，所述傳感器分布式陣列可以包括多個(gè)光纖光柵位移傳感器，然而，所述傳感器分布式陣列也可以?xún)H僅包括一個(gè)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(gè)被檢測(cè)對(duì)象上可以設(shè)置一個(gè)傳感器，多個(gè)被測(cè)對(duì)象上的傳感器經(jīng)過(guò)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(gè)分支光路中，每個(gè)分支光路通過(guò)光纜接續(xù)盒與主光纜連接，由主光纜將各個(gè)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(guò)光纖光纜發(fā)送激光信號(hào)。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(gè)預(yù)定波長(zhǎng)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(gè)的光纖光柵位移傳感器反射特定波長(zhǎng)的激光；而在被測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)生偏移或者消失。所述光纖光柵解調(diào)儀通過(guò)比較反射回到該光纖光柵解調(diào)儀的激光的波長(zhǎng)變化來(lái)監(jiān)測(cè)各個(gè)光纖光柵傳感器的外部環(huán)境對(duì)其所產(chǎn)生的影響。
[0024]通過(guò)本發(fā)明的危險(xiǎn)源信號(hào)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(zhǎng)發(fā)生偏移且持續(xù)一定的時(shí)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(zhǎng)偏移速度較快，說(shuō)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(zhǎng)達(dá)到某個(gè)預(yù)定值，說(shuō)明減壓環(huán)變形已經(jīng)達(dá)到或者超過(guò)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(shuō)明很可能是損毀了該位置的傳感器。此時(shí)可以利用信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)分析上述危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)所收集的信號(hào)，從而得出一定的結(jié)論。
[0025]信號(hào)處理系統(tǒng)
根據(jù)本發(fā)明的原理，需要設(shè)置信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)分析從上述危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)收集得到的信號(hào)。優(yōu)選地是，一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)可以分析來(lái)自眾多個(gè)危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)的信號(hào)。其中，信號(hào)處理系統(tǒng)可以通過(guò)有線方式比如光纜與危險(xiǎn)源信號(hào)捕捉系統(tǒng)連接?？商鎿Q地，也可以通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送和傳遞信息，例如借助于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
[0026]其中，所述信號(hào)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(kù)。根據(jù)本發(fā)明，所述信號(hào)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(duì)光纖光柵解調(diào)儀發(fā)送的與傳感器波長(zhǎng)變化有關(guān)的信號(hào)進(jìn)行分析和判斷。服務(wù)器中預(yù)先存儲(chǔ)傳感器或傳感器陣列中心波長(zhǎng)數(shù)據(jù)，中心波長(zhǎng)變化量和減壓環(huán)變形量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及減壓環(huán)變形量所對(duì)應(yīng)的該防護(hù)網(wǎng)的破壞情況等級(jí)。
[0027]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(hào)處理系統(tǒng)接受到中心波長(zhǎng)變化值。首先，判斷所述波長(zhǎng)是屬于哪個(gè)光纖光柵位移傳感器的信號(hào)，鑒于光纖光柵位移傳感器波長(zhǎng)偏移的量與每個(gè)所述傳感器的特征波長(zhǎng)相比較而言為很小的值，一般僅為一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)納米的量，且變化后的波長(zhǎng)一般與相鄰波段的傳感器特征波長(zhǎng)也能夠很好的區(qū)分。這樣，確定了特征波長(zhǎng)信號(hào)后就可以確定是對(duì)應(yīng)哪個(gè)光纖光柵傳感器的信號(hào)。并且，在確定傳感器后就又可以確定對(duì)應(yīng)于哪個(gè)減壓環(huán)。其次，確定傳感器的波長(zhǎng)偏移所對(duì)應(yīng)的減壓環(huán)變形量。根據(jù)前文所述，傳感器所感測(cè)到的位移與傳感器的波長(zhǎng)偏移相對(duì)應(yīng)，反過(guò)來(lái)也就可以通過(guò)監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)偏移的量來(lái)確定傳感器位置處是否發(fā)生相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)位移。再次，判斷減壓環(huán)變形量對(duì)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(duì)應(yīng)情況根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)測(cè)定來(lái)估計(jì)。這種對(duì)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(dòng)。
[0028]其中，還需要判斷應(yīng)該出現(xiàn)波長(zhǎng)信號(hào)卻并未出現(xiàn)的情況:如果傳輸給服務(wù)器的傳感器信號(hào)中不包括或者中斷對(duì)應(yīng)某個(gè)光纖光柵傳感器的信號(hào)，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(hào)消失，則很可能是該條光纜被損毀。根據(jù)危險(xiǎn)度級(jí)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(lái)具體設(shè)定，或進(jìn)行修改。
[0029]報(bào)警系統(tǒng)
信號(hào)處理系統(tǒng)，也就是所述服務(wù)器部分，在經(jīng)過(guò)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(jí)決策者。
[0030]其中，由負(fù)責(zé)安全監(jiān)控的人員，根據(jù)監(jiān)測(cè)的情況，可以通過(guò)有線或者無(wú)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。
[0031]其中，在本發(fā)明中，使用了開(kāi)放性好、可以擴(kuò)展的通訊協(xié)議，便于三個(gè)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。
[0032]這樣，包括上述各個(gè)組成部分的柔性防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有的方式具有準(zhǔn)確、安全、即時(shí)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(cè)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(cè)情況。
[0033]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(lèi)的功能。盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)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】
1.一種光纖光柵傳感裝置，包括: 光纖光柵傳感器和減壓環(huán)，所述光纖光柵位移傳感器安裝在所述減壓環(huán)的內(nèi)側(cè)，用于感測(cè)所述減壓環(huán)的變形量； 所述光纖光柵位移傳感器包括外殼、彈簧、移動(dòng)套管、推桿以及光纖光柵；所述移動(dòng)套管以可滑動(dòng)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(dòng)套管上，所述彈簧與所述移動(dòng)套管相連接，當(dāng)所述推桿推動(dòng)所述彈簧時(shí)，所述移動(dòng)套管將在所述外殼中滑動(dòng)，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(zhǎng)發(fā)生變化。
2.一種柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)，包括: 柔性防護(hù)網(wǎng)、固定系統(tǒng)、鋼柱、以及如權(quán)利要求1所述的光纖光柵傳感系統(tǒng)； 其中 所述固定系統(tǒng)包括錨桿、拉錨繩、基座和支撐繩；以及 所述光纖光柵傳感系統(tǒng)的減壓環(huán)穿掛于支撐繩和上拉錨繩上。
【文檔編號(hào)】B61L23/00GK103913125SQ201310547130
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)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(qián)鴻治, 于國(guó)瑞, 閻震, 楊小軍 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)