一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種性價比更高、使用更靈活的，能準確的預(yù)測、監(jiān)控的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。它包括段局域網(wǎng)(1)、監(jiān)控單元柜機(2)、總監(jiān)控中心(3)、工務(wù)車間終端(4)、聲光報警器(5)、客戶端(6)、光纖光柵傳感器(10)、壓力傳感器(11)、位移傳感器(12)、雙電網(wǎng)傳感器(13)、泥位計(14)、雙光網(wǎng)傳感器(15)、視頻監(jiān)控(16)和雨量計(17)；所述的總監(jiān)控中心(3)與段局域網(wǎng)(1)相連，總監(jiān)控中心(3)上還電連接有工務(wù)車間終端(4)，所述的聲光報警器(5)與工務(wù)車間終端(4)電連接；所述的客戶端(6)與段局域網(wǎng)(1)相連；所述的光纖光柵傳感器(10)連接有光纖(28)。
【專利說明】一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，尤其涉及一種例如光纖技術(shù)進行全方位監(jiān)測的鐵路設(shè)備預(yù)警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，全球氣候變暖、厄爾尼諾、拉尼娜、臭氧層變薄等各種極端現(xiàn)象頻出。地球在變，中國也正在步入一種新的氣象環(huán)境。報道中不斷出現(xiàn)“五十年一遇、百年一遇、二百年一遇”，甚至“有歷史記錄以來”等等字眼。連續(xù)干旱之后，馬上暴雨成災(zāi)已成為近年來的特征。
[0003]持續(xù)密集的降水，是地質(zhì)災(zāi)害的根源。而地質(zhì)災(zāi)害是鐵路路基設(shè)備損毀的主要因素之一，而學(xué)者們一直以來都在努力分析、認識、嘗試著應(yīng)對鐵路路基設(shè)備監(jiān)控的各種技術(shù)手段。而災(zāi)害越來越多，越來越頻繁，歷史記錄不時被打破。人們必須重新認識過去習(xí)慣了的環(huán)境。當(dāng)預(yù)測預(yù)報還處于機理研究和觀測記錄階段時，世界的氣象規(guī)律又變化了，所以我們不能執(zhí)著地等待基礎(chǔ)研究的成熟，必須按照鐵路自己的安全需求，去找尋工程化的解決之道。
[0004]路基設(shè)備是鐵路防洪工作中最主要的工程措施，是目前鐵路防洪工作中最主要的防洪技術(shù)手段。災(zāi)害具有隨機性和不可預(yù)知性，是破壞鐵路路基設(shè)備的因素之一，但災(zāi)害不能根除，因此在一定條件下，我們應(yīng)建立完善的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，保護路基設(shè)備的完好狀態(tài)，減少路基設(shè)備損毀而帶來的鐵路行車安全事件。
[0005]鐵路作為國民經(jīng)濟大動脈、國家重要基礎(chǔ)設(shè)施和大眾化交通工具，在運輸安全、鐵路建設(shè)、運輸經(jīng)營、鐵路服務(wù)、鐵路改革、隊伍建設(shè)等方面面臨著新的考驗和更高的要求。鐵路是一部大聯(lián)動機，影響安全的風(fēng)險因素較多。必須強化安全風(fēng)險防范意識，引入安全風(fēng)險管理的方法，構(gòu)建安全風(fēng)險控制體系。實行安全風(fēng)險管理，前提是要強化安全風(fēng)險意識，基礎(chǔ)是要加強對安全風(fēng)險的研判，目的是要消除風(fēng)險。
[0006]眾所周知，高速鐵路是設(shè)計時速200km/h以上的鐵路，也統(tǒng)稱為客運專線，客運專線是近年來我國鐵路主要的建設(shè)對象?？瓦\專線建設(shè)的安全標準與信息化程度很高，設(shè)施監(jiān)測、診斷、預(yù)警、養(yǎng)護維修，構(gòu)成了客運專線現(xiàn)代化的、完善的安全保障系統(tǒng)?？瓦\專線在線路選線、設(shè)計時，就避開了地質(zhì)災(zāi)害的威脅的區(qū)域，線路以高路堤、高架橋為主，所以它受災(zāi)害威脅的程度相對較低，客運專線主要面臨的災(zāi)害種類是大風(fēng)和路基沉降。
[0007]普速線仍然是我國鐵路運輸?shù)闹髁?，大多是共和國成立后到上世紀90年代修建的鐵路，由于過去的建設(shè)標準低、技術(shù)手段落后，使得普速線存在很多的安全隱患。我國的普速線運營里程大，密度高，途徑各種復(fù)雜的地質(zhì)區(qū)域，而且是“繞山傍河”選線，曲線半徑小、坡度落差大，線路基礎(chǔ)簡易，加之南北氣候差異、東西地形差異以及近年來的氣候持續(xù)惡化，使得普速線極易受到地質(zhì)災(zāi)害的困擾，比如路塹邊坡坍塌、橋梁垮塌、滑坡、崩塌落石等等災(zāi)害。
[0008]所以客運專線與普速線在災(zāi)害應(yīng)對上的著眼點和具體需求有本質(zhì)的差異。路基設(shè)施是鐵路運營的基礎(chǔ)保障，它們的狀態(tài)標志著鐵路線路及其周邊設(shè)施的“健康”程度，實時、不間斷、準確地把握路基設(shè)施的狀態(tài)，直接關(guān)乎行車安全。當(dāng)路基設(shè)施受到外力沖擊、人為改變、老化變異、災(zāi)害損毀時，都會出現(xiàn)異乎尋常的物理特征突變，及時得到這類異常的變化信息，對于提前變更行車管理、實施整治救援、消除事故隱患，具有直接意義。
[0009]總體看，國際國內(nèi)研究的科技成果、技術(shù)方法，是基于氣象、地質(zhì)學(xué)科理論，觀測分析研究災(zāi)害過程的，具有濃重的地域色彩。國外對于鐵路線路設(shè)施的運營后監(jiān)測維護，至今仍停留在分散、單一、“一事一議”的解決。對于鐵路基礎(chǔ)設(shè)備日常狀態(tài)的實時掌握，尚沒有納入鐵路信息化技術(shù)裝備的行列。國外的技術(shù)研發(fā)成果不能滿足中國鐵路應(yīng)對災(zāi)害的全部需求，其技術(shù)系統(tǒng)也不能解決我國鐵路的全部具體問題。對于中國鐵路所面對和必須解決的災(zāi)害問題，國外的一些成熟方法沒有一種可直接引進。中國鐵路只有研發(fā)適合中國國情的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，需要站在地質(zhì)氣象學(xué)術(shù)研究成果的“肩膀”上，圍繞鐵路運營實際，針對鐵路的需求特色，綜合運用聲、光、電技術(shù)和電子信息技術(shù)，找到可工程化實施的監(jiān)控預(yù)警解決方案。
[0010]鐵路路基設(shè)備經(jīng)過使用之后，面臨至少4種損毀的可能，災(zāi)害只是其中之一，還有如工程材料老化、地質(zhì)因素變異、氣候環(huán)境因素引起的工程質(zhì)量變異等等，故而災(zāi)害之外的因素也關(guān)乎鐵路安全。路基設(shè)備是鐵路基礎(chǔ)建設(shè)的一部分，是大修改造的技術(shù)之一，但是路基設(shè)備并不能完全消除隱患，有時甚至成為新的安全隱患設(shè)施，因此，有必要掌握路基設(shè)備的實時狀態(tài)，對危險點段的路基設(shè)備進行實時監(jiān)控。
[0011]鑒于上述情況，一種性價比更高、使用更靈活的，能準確的預(yù)測、監(jiān)控的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的實用新型是勢在必行的。
實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種性價比更高、使用更靈活的，能準確的預(yù)測、監(jiān)控的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案為:一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，它包括段局域網(wǎng)、監(jiān)控單元柜機、總監(jiān)控中心、工務(wù)車間終端、聲光報警器、客戶端、光纖光柵傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、雙電網(wǎng)傳感器、泥位計、雙光網(wǎng)傳感器、視頻監(jiān)控和雨量計；所述的光纖光柵傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、雙電網(wǎng)傳感器、泥位計、雙光網(wǎng)傳感器、視頻監(jiān)控和雨量計均通過接線盒與監(jiān)控單元柜機電連接，所述的監(jiān)控單元柜機與總監(jiān)控中心電連接，所述的總監(jiān)控中心與段局域網(wǎng)相連，總監(jiān)控中心上還電連接有工務(wù)車間終端，所述的聲光報警器與工務(wù)車間終端電連接；所述的客戶端與段局域網(wǎng)相連；所述的光纖光柵傳感器連接有光纖。
[0014]作為優(yōu)選，所述的客戶端包括調(diào)度所終端和路局終端。
[0015]作為優(yōu)選，所述的工務(wù)車間終端、調(diào)度所終端和路局終端均為預(yù)裝有預(yù)警系統(tǒng)處理軟件的計算機。
[0016]作為優(yōu)選，所述的光纖光柵傳感器安裝在鐵軌旁邊的攔石墻上，攔石墻上設(shè)有光纖安裝槽，光纖安裝槽內(nèi)鋪設(shè)有光纖，所述的光纖光柵傳感器與光纖相接。
[0017]作為優(yōu)選，它包括多個工區(qū)，每個工區(qū)包括監(jiān)控單元柜機、壓力傳感器、位移傳感器、雙電網(wǎng)傳感器、工業(yè)終端和由光纖光柵傳感器及光纖組成的光系統(tǒng)；壓力傳感器、位移傳感器、雙電網(wǎng)傳感器、工業(yè)終端和光系統(tǒng)均與監(jiān)控單元柜機電連接，所述的監(jiān)控單元柜機直接與段局域網(wǎng)相連。
[0018]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型具有如下優(yōu)點:在已知的點段基礎(chǔ)上，依托氣象地質(zhì)學(xué)科的技術(shù)和設(shè)備進行更大范圍的鐵路路基設(shè)備的監(jiān)視和預(yù)判，針對治理設(shè)施實施不間斷的掌控，對線上線下設(shè)施的當(dāng)前狀態(tài)需要實時監(jiān)控；隨時記錄掌握路基設(shè)備的實時狀態(tài)變化，并獲得提醒以支持運輸效率的最大化；及時聯(lián)動各方面力量，適時通知到運營管理的各個部門以避免車毀人亡。在“搶通恢復(fù)”過程，聯(lián)動各個專業(yè)啟動應(yīng)急預(yù)案。做到遇而不急、有條不紊最大限度挽回社會、鐵路、人民生命財產(chǎn)損失，系統(tǒng)成本更低，反應(yīng)更靈敏。綜上所述，本實用新型提供了一種性價比更高、使用更靈活的，能準確的預(yù)測、監(jiān)控的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例1的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖3是本實用新型實施例1的壓力傳感器的布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本實用新型實施例1的位移傳感器的布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本實用新型實施例1的掛網(wǎng)噴砼護坡監(jiān)控布設(shè)示意圖。
[0024]如圖所示:1、段局域網(wǎng)，2、監(jiān)控單元柜機，3、總監(jiān)控中心，4、工務(wù)車間終端，5、聲光報警器，6、客戶端，7、調(diào)度所終端，8、路局終端，9、接線盒，10、光纖光柵傳感器，11、壓力傳感器，12、位移傳感器，13、雙電網(wǎng)傳感器，14、泥位計，15、雙光網(wǎng)傳感器，16、視頻監(jiān)控，17、雨量計，18、工業(yè)終端，19、光系統(tǒng)，20、壓力傳感器支架，21、第一預(yù)埋件，22、攔石墻，23、排水溝，24、路基，25、第二預(yù)埋件，26、雙電網(wǎng)傳感器支架，27、光纖安裝槽，28、光纖，29、山體，30、鐵軌。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0026]結(jié)合附圖1到附圖5，一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，它包括段局域網(wǎng)1、監(jiān)控單兀柜機2、總監(jiān)控中心3、工務(wù)車間終端4、聲光報警器5、客戶端6、光纖光柵傳感器10、壓力傳感器11、位移傳感器12、雙電網(wǎng)傳感器13、泥位計14、雙光網(wǎng)傳感器15、視頻監(jiān)控16和雨量計17 ;所述的光纖光柵傳感器10、壓力傳感器11、位移傳感器12、雙電網(wǎng)傳感器13、泥位計14、雙光網(wǎng)傳感器15、視頻監(jiān)控16和雨量計17均通過接線盒9與監(jiān)控單元柜機2電連接，所述的監(jiān)控單元柜機2與總監(jiān)控中心3電連接，所述的總監(jiān)控中心3與段局域網(wǎng)I相連，總監(jiān)控中心3上還電連接有工務(wù)車間終端4，所述的聲光報警器5與工務(wù)車間終端4電連接；所述的客戶端6與段局域網(wǎng)I相連；所述的光纖光柵傳感器10連接有光纖28。
[0027]作為優(yōu)選，所述的客戶端6包括調(diào)度所終端7和路局終端8。
[0028]作為優(yōu)選，所述的工務(wù)車間終端4、調(diào)度所終端7和路局終端8均為預(yù)裝有預(yù)警系統(tǒng)處理軟件的計算機。
[0029]作為優(yōu)選，所述的光纖光柵傳感器10安裝在鐵軌30旁邊的攔石墻22上，攔石墻22上設(shè)有光纖安裝槽27，光纖安裝槽27內(nèi)鋪設(shè)有光纖28，所述的光纖光柵傳感器10與光纖28相接。
[0030]作為優(yōu)選，它包括多個工區(qū)，每個工區(qū)包括監(jiān)控單元柜機2、壓力傳感器11、位移傳感器12、雙電網(wǎng)傳感器13、工業(yè)終端18和由光纖光柵傳感器10及光纖28組成的光系統(tǒng)19 ;壓力傳感器11、位移傳感器12、雙電網(wǎng)傳感器13、工業(yè)終端18和光系統(tǒng)19均與監(jiān)控單元柜機2電連接，所述的監(jiān)控單元柜機2直接與段局域網(wǎng)I相連。
[0031]本實用新型在具體實施時，概括的講，本實用新型的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)其至少包括:監(jiān)控中心以及與監(jiān)控中心配合的光纖異動傳感探測系統(tǒng)、包括壓力傳感器、位移傳感器以及雙電網(wǎng)傳感器的光纖傳感器系統(tǒng)。即，巨石、溜坍、泥石流等運動、震動、或壓力事件對于光纖傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生了沖擊和破壞，會導(dǎo)致光纖異動傳感探測系統(tǒng)發(fā)生位移、形變、破壞等情況的發(fā)生，即不同的事件行為擾動會形成不同特征的光信號，本實用新型系統(tǒng)首先實時的采集外界擾動形成的光信號，進而通過在時域、頻域、時頻域三個特征域?qū)庑盘栠M行提取分析處理，并結(jié)合軟件算法平臺具體設(shè)定的管理要求實現(xiàn)報警告知。進一步結(jié)合附圖，所述的雙電網(wǎng)傳感器13通過第二預(yù)埋件25(M12預(yù)埋件)和雙電網(wǎng)傳感器支架26安裝在攔石墻22和排水溝23之間；所述的壓力傳感器11則通過第一預(yù)埋件21 (M12預(yù)埋件)和壓力傳感器支架20安裝于攔石墻22和排水溝23之間。所述的壓力傳感器11沿著鐵軌30的走向設(shè)置有多個，為了讓附圖更加精簡，附圖中只畫出一個用于示例。另外為了便于理解，附圖中還對山體29、路基24等現(xiàn)場環(huán)境進行了標識。
[0032]所述光纖異動傳感探測系統(tǒng)基于白光干涉技術(shù)與單芯光纖復(fù)合式傳感技術(shù)，由光源將光信號輸送進光纖，根據(jù)光纖遭受外界壓力、沖擊產(chǎn)生的光信號傳輸模式的變化或者光信號中斷，即當(dāng)有擾動作用在光纖上時，根據(jù)“彈光”效應(yīng)，光纖內(nèi)的傳輸光將受到相位調(diào)制，通過信號特征分割、噪聲過濾、信號歸類等技術(shù)，對干涉光信號在時域、頻域、時頻域三個特征域作頻譜分析，實現(xiàn)對于光信號特征的有效提取，并通過對于光信號的分析，實現(xiàn)對于異動事件的傳感探測以及預(yù)警。
[0033]所述的光纖傳感器系統(tǒng)的光纖作為捕捉信號的傳感器件，所能監(jiān)測的物理量包括微應(yīng)變、振動、擾動速度等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號處理方法簡單，能夠完全消除電磁效應(yīng)、溫度效應(yīng)和激光光源穩(wěn)定性對系統(tǒng)造成的影響，采集各種情況下空氣被攪動所產(chǎn)生的信號，如風(fēng)動、雨聲、鳥飛、物體(包括人體)移動和滑落、機械運轉(zhuǎn)等等，通過計算機對采集的信息進行分析，從中提取預(yù)期需要得到的資料，再做出判斷、反映的一個完整的運行系統(tǒng)。由遠程主機軟件進行智能分析，并根據(jù)侵犯的威脅等級做出預(yù)警或報警，實現(xiàn)自動化智能監(jiān)控。
[0034]本實用新型系統(tǒng)可以實現(xiàn):
[0035]1.探測實時性:系統(tǒng)對周界侵入現(xiàn)象反應(yīng)迅速，從周界侵入信號發(fā)生到報警信號觸發(fā)之間不超過10ms。
[0036]2.智能識別:低于15公斤的力量將不會觸發(fā)傳感器報警，因此小動物如貓、狗、蛇、鳥等將不會引起報警；根據(jù)布設(shè)方式結(jié)合后端頻譜特征分析，識別侵入動作特征，如巨石沖擊、泥石流沖擊、人員破壞等。彌補人防的劣勢。
[0037]3.無源性:整個光纖感應(yīng)部分無任何電的參與，起到節(jié)省能源與防電磁干擾的作用，非常適用于高級別場所以及野外場所。
[0038]4.抗腐蝕性:感應(yīng)光纖為石英玻璃構(gòu)成，能耐化學(xué)腐蝕，制造光纜的每一種原材料，本身均有30年以上的壽命，有著極高穩(wěn)定性的物理性能和化學(xué)性能。
[0039]本實用新型系統(tǒng)包括如下若干的警報模式:
[0040]1、路基設(shè)備正常狀態(tài):路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在對路基設(shè)備進行實時監(jiān)控時，若路基設(shè)備處于正常狀態(tài)時，報警狀態(tài)顯示綠色。
[0041]2、路基設(shè)備變異狀態(tài):路基設(shè)備變異是通過對構(gòu)成路基設(shè)備損毀的各種條件因素進行綜合分析，對路基設(shè)備變異的可能及其發(fā)展趨勢進行把握。地質(zhì)條件因素，降雨和人為工程等，為路基設(shè)備變異的主要因素。路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)實時監(jiān)控路基設(shè)備的狀態(tài)，在路基設(shè)備有變異傾時報警顯示燈呈現(xiàn)黃色。
[0042]3、路基設(shè)備裂損狀態(tài):路基設(shè)備裂損是指因外界條件或自身結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而導(dǎo)致路基設(shè)備開裂、破損、傾斜、沉降等現(xiàn)象。路基設(shè)備裂損狀態(tài)隨時可能危害到鐵路，因此需要不間斷重點監(jiān)控。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)裂損時，系統(tǒng)收集裂損信息，通過數(shù)據(jù)對比和邏輯分析，及時發(fā)出告警。在路基設(shè)備有裂損時報警顯示燈呈現(xiàn)橙色。
[0043]4、路基設(shè)備損毀狀態(tài):路基設(shè)備損毀指當(dāng)鐵路路基設(shè)備損毀時，監(jiān)控系統(tǒng)進行紅色報警，提前一定的時間保障將列車阻止在危險點段之外。以便告知相關(guān)人員，及時聯(lián)動各方面力量，適時通知到運營管理的各個部門以避免車毀人亡。
[0044]S卩，報警從預(yù)報方式上分為:路基設(shè)備變異報警，路基設(shè)備裂損報警，路基設(shè)備損毀報警。報警指示顏色分別為:黃色報警、橙色報警、系統(tǒng)的報警過程是由低級到高級，I級設(shè)定為有變異存在，對此只作定期記錄；其中II級報警表示路基設(shè)備有裂損現(xiàn)象，提請注意，III級(紅色)報警表示路基設(shè)備發(fā)生損毀，已經(jīng)危及行車。當(dāng)系統(tǒng)的各層預(yù)報分別產(chǎn)生報警信號時，系統(tǒng)只能輸出一個報警信號，這時需要將路基設(shè)備變異狀態(tài)、路基設(shè)備裂損狀態(tài)、路基設(shè)備損毀狀態(tài)進行綜合考慮，優(yōu)先選擇級別高報警信息進行輸出。
[0045]進一步結(jié)合圖2-5所示，鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)包括采集終端、監(jiān)控單元(中間件)、監(jiān)控中心。采集終端采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由監(jiān)控單元(中間件)，傳向監(jiān)控中心。監(jiān)控中心通過對數(shù)據(jù)分析、邏輯運算、判斷、輸出相應(yīng)的報警信號給相關(guān)部門。具體可以包括:
[0046]護墻監(jiān)控，攔石墻22 (又叫護墻)是最常見應(yīng)用最廣的一種防護設(shè)施，漿砌片石結(jié)構(gòu)，高度2至5米，重力式，用于防護土石質(zhì)邊坡。因其具有造價低、施工工藝要求低、取材便利等特點，而被廣泛用于應(yīng)對溜坍、泥石流等災(zāi)害。但現(xiàn)有護墻修建年代不一，設(shè)計標準參差不齊，其完好狀態(tài)很難把握，每到雨季，都是人工巡查的重點。對于護墻，監(jiān)控的是其完整性、破損程度、是否發(fā)生溜坍等。
[0047]感應(yīng)光纖、壓力傳感器以及視頻監(jiān)控都是已經(jīng)被其他行業(yè)成功運用的狀態(tài)監(jiān)控手段，可以簡單有效地實現(xiàn)對鐵路護墻設(shè)施的各種狀態(tài)監(jiān)控和發(fā)生溜坍時護墻的損毀程度以及侵害鐵路線路的程度。這些監(jiān)控手段的組合造價也是最合理的。
[0048]光纖異動探測傳感監(jiān)控對于護/擋墻的傳感監(jiān)控是將光纖異動探測傳感器嵌入擋墻之中，主要探測二個部分:一是，石擋墻有細小裂紋的位置是否出現(xiàn)了裂紋明顯擴大；二是，是否發(fā)生整體或部分被沖跨的緊急情況。
[0049]光纖異動探測傳感器監(jiān)控探測的是滑坡、巨石沖擊、泥石流沖擊等異動事件造成的位移、沖擊壓力、沖擊頻率對于光纖中光信號相位的變化進而對異動事件實現(xiàn)識別告知。光纖異動探測傳感器嵌入擋墻ICM左右，形成一個回路，然后補上水泥，則光纖異動探測傳感器以擋墻為探測目標，在擋墻遭受巨石、泥石流等異動事件產(chǎn)生形變、位移、破壞等情況時，光纖異動探測傳感器實時的感知探測形變、位移、破壞對于光信號傳輸模式的改變，對于形變、位移、破壞形成信息識別，進而報警告知。
[0050]監(jiān)控手段:1、針對護墻是否受到外力侵擾:利用感應(yīng)光纖的時域技術(shù)，判斷護墻上是否有雜物下落。2、針對溜坍:利用壓力傳感器，監(jiān)測護墻是否下溜。3、以視頻監(jiān)控作為輔助，配合上述各種傳感技術(shù)。
[0051]設(shè)備布設(shè)方法:1、感應(yīng)光纖鋪設(shè)于護墻上沿，刻槽lcmxlcm，混凝土覆蓋。2、壓力傳感器布設(shè)于護墻和線路之間，間距10m。安裝方法:1、感應(yīng)光纖:在護墻上表面敷設(shè)光纜，間隔Im固定，待光纜檢測無損后，用混凝土將光纖密封。2、壓力傳感器:壓力傳感器安裝在護墻與線路之間，采用基礎(chǔ)預(yù)埋，支架安裝。當(dāng)周邊環(huán)境發(fā)生變化時，感應(yīng)光纖將捕捉到相應(yīng)信息，通過設(shè)定門限值來有效區(qū)分是否有異物落下或是無關(guān)影響，若異物判定為危險，系統(tǒng)將輸出黃色報警，并發(fā)送相應(yīng)信息；當(dāng)異物觸發(fā)壓力傳感器時，系統(tǒng)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，并通過門限、邏輯判定，確認異物已侵入鐵路限界，系統(tǒng)將輸出紅色警報并發(fā)送相應(yīng)信息。
[0052]被動網(wǎng)是用于攔擋落石的工程設(shè)施，一旦被突破，落物將直接威脅到線路。監(jiān)控手段:在被動網(wǎng)上加裝拉繩位移傳感器，布設(shè)于被動網(wǎng)面向山體的一面，當(dāng)被動網(wǎng)被異物沖擊時，發(fā)生形變拉動牽引鋼絲，拉繩位移傳感器采集到相應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)大于門限值時則發(fā)出警報；同時可在被動網(wǎng)防護區(qū)域的范圍內(nèi)，沿線路安裝壓力傳感器，即使有落石突破了所有防護，將要侵入線路時，壓力傳感器將被觸發(fā)，同時發(fā)出報警。
[0053]距離線路較遠被動網(wǎng)，如果加裝設(shè)備進行監(jiān)控，一則電氣線路比較難敷設(shè)，二則設(shè)備維護難度也很大，故對于被動網(wǎng)的監(jiān)測，只考慮當(dāng)有異物突破被動網(wǎng)，即將侵入鐵路限界時，通過安裝在線路旁的雙電網(wǎng)傳感器進行精確報警。設(shè)備布設(shè)方法:可在被動網(wǎng)上加裝位移傳感器，當(dāng)被動網(wǎng)被異物沖擊時，產(chǎn)生形變，位移傳感器采集到相應(yīng)數(shù)據(jù)，這樣可以收集被動網(wǎng)被沖擊的位移變化，以方便工務(wù)定期了解被動網(wǎng)的狀態(tài)，是否需要維護及更換。在被動網(wǎng)防護區(qū)域的范圍內(nèi)，沿線路安裝雙電網(wǎng)傳感器。布設(shè)方法參考壓力傳感器布設(shè)方法。
[0054]安裝方法:位移傳感器采用基礎(chǔ)預(yù)埋安裝，雙電網(wǎng)傳感器安裝在被動網(wǎng)防護區(qū)域，位于線路旁，采用基礎(chǔ)預(yù)埋，支架安裝。當(dāng)異物突破被動網(wǎng)，侵入鐵路限界時，雙電網(wǎng)傳感器進行斷線報警，，即突破雙電網(wǎng)時，系統(tǒng)將輸出紅色警報和相關(guān)信息。坡面掛網(wǎng)噴砼后，由于坡面被覆蓋，坡體內(nèi)部變化無法直觀查看，存在一定的潛在威脅。常見的災(zāi)害形式有噴砼坡面碎裂、坍塌、掩埋路線。監(jiān)控手段:1、可在坡腳沿線路設(shè)置感應(yīng)光纖，監(jiān)測掛網(wǎng)噴砼護坡的震動變化，周界感應(yīng)光纖技術(shù)是利用光纖本身對周圍環(huán)境變化的敏感反應(yīng)，對掛網(wǎng)噴砼護坡點段進行連續(xù)監(jiān)測，分析判斷其時域、頻域、時頻域的變化特征，對突發(fā)事件進行感知并報警。2、同時可在掛網(wǎng)噴砼護坡與線路之間設(shè)置壓力傳感器，即使護坡垮塌沖擊線路，也能在第一時間觸發(fā)壓力傳感器發(fā)出精確報警。
[0055]設(shè)備布設(shè)方法:1、感應(yīng)光纖沿線路在坡腳埋設(shè)。2、壓力傳感器布設(shè)按照壓力傳感器布設(shè)原則。安裝方法:1、感應(yīng)光纖:在坡底噴砼表面敷設(shè)光纜，間隔Im固定，待光纜檢測無損后，用混凝土將光纖密封。2、壓力傳感器:壓力傳感器安裝在護墻與線路之間，采用基礎(chǔ)預(yù)埋，支架安裝。當(dāng)周邊環(huán)境發(fā)生變化時，感應(yīng)光纖將捕捉到相應(yīng)信息，通過設(shè)定門限值來有效區(qū)分是否有異物落下或是無關(guān)影響，若異物判定為危險，系統(tǒng)將輸出黃色報警，并發(fā)送相應(yīng)信息；當(dāng)異物觸發(fā)壓力傳感器時，系統(tǒng)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，并通過門限、邏輯判定，確認異物已侵入鐵路限界，系統(tǒng)將輸出紅色報警并發(fā)送相應(yīng)信息。
[0056]由于鐵路現(xiàn)有攔石墻修建年代不一，設(shè)計標準參差不齊，多數(shù)攔石墻存在很大的潛在危害，且很難被發(fā)現(xiàn)。而攔石墻又是鐵路周邊設(shè)施最容易受到環(huán)境、地質(zhì)變化而變異損毀的設(shè)施之一。因受到環(huán)境變化威脅而發(fā)生的事故中，攔石墻的損毀為原因的也最多。
[0057]監(jiān)控手段:1、針對攔石墻是否受到外力侵擾:利用感應(yīng)光纖的時域技術(shù)，判斷攔石墻上是否有石、土下落。2、通過在路線與攔石墻之間設(shè)置壓力傳感器，實現(xiàn)攔石墻損毀時的精確報警。設(shè)備布設(shè)方法:1、感應(yīng)光纖鋪設(shè)于護墻上沿，刻槽lcmxlcm，混凝土覆蓋。2、壓力傳感器的布設(shè)于攔石墻和線路之間，間距10m。
[0058]坡頂護墻是一種特殊的防護設(shè)施，修筑于天溝靠近鐵路一側(cè)，當(dāng)坡頂泥、水量過大，漫過天溝時，對泥、水進行有效攔擋，以防止其沖刷人工護坡坡面并防止對路旁設(shè)施及線路造成威脅。坡頂護墻完好狀態(tài)的把握，是人工巡查的重點。對于坡頂護墻，主要監(jiān)控其完整性、破損程度等。監(jiān)控手段:針對護墻完整性:利用感應(yīng)光纖，監(jiān)測坡頂護墻的震動變化，感應(yīng)光纖技術(shù)是利用光纖本身對周圍環(huán)境變化的敏感反應(yīng)，對坡頂護墻進行連續(xù)監(jiān)測，分析判斷其時域、頻域、時頻域的變化特征，對突發(fā)事件進行感知并報警。
[0059]設(shè)備布設(shè)方法:感應(yīng)光纖布設(shè)于坡頂護墻面向線路一側(cè)，貼墻面安裝，監(jiān)測坡頂護墻的震動情況。安裝方法:在護墻上表面敷設(shè)光纜，間隔Im固定，待光纜檢測無損后，用混凝土將光纖密封。當(dāng)周邊環(huán)境發(fā)生變化時，感應(yīng)光纖將捕捉到相應(yīng)信息，通過設(shè)定門限值來有效區(qū)分是否有異物落下或是無關(guān)影響，若異物判定為危險，系統(tǒng)將輸出黃色報警，并發(fā)送相應(yīng)信息。
[0060]總之，本實用新型的技術(shù)方案基于現(xiàn)有的鐵路基礎(chǔ)設(shè)、設(shè)備加以改造，在遭遇巨石、溜坍、泥石流等運動、震動、或壓力事件對于光纖傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生了沖擊和破壞，會導(dǎo)致光纖異動傳感探測系統(tǒng)發(fā)生位移、形變、破壞等情況的發(fā)生，即不同的事件行為擾動會形成不同特征的光信號，本實用新型系統(tǒng)首先實時的采集外界擾動形成的光信號，進而通過在時域、頻域、時頻域三個特征域?qū)庑盘栠M行提取分析處理，并結(jié)合軟件算法平臺具體設(shè)定的管理要求實現(xiàn)報警告知。在已知的點段基礎(chǔ)上，依托氣象地質(zhì)學(xué)科的技術(shù)和設(shè)備進行更大范圍的鐵路路基設(shè)備的監(jiān)視和預(yù)判，針對治理設(shè)施實施不間斷的掌控，對線上線下設(shè)施的當(dāng)前狀態(tài)需要實時監(jiān)控；隨時記錄掌握路基設(shè)備的實時狀態(tài)變化，并獲得提醒以支持運輸效率的最大化；及時聯(lián)動各方面力量，適時通知到運營管理的各個部門以避免車毀人亡。在“搶通恢復(fù)”過程，聯(lián)動各個專業(yè)啟動應(yīng)急預(yù)案。做到遇而不急、有條不紊最大限度挽回社會、鐵路、人民生命財產(chǎn)損失。
[0061]以上對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?？偠灾绻绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:它包括段局域網(wǎng)(I)、監(jiān)控單元柜機(2)、總監(jiān)控中心(3)、工務(wù)車間終端(4)、聲光報警器(5)、客戶端(6)、光纖光柵傳感器(10)、壓力傳感器(11)、位移傳感器(12)、雙電網(wǎng)傳感器(13)、泥位計(14)、雙光網(wǎng)傳感器(15)、視頻監(jiān)控(16)和雨量計(17);所述的光纖光柵傳感器(10)、壓力傳感器(11)、位移傳感器(12)、雙電網(wǎng)傳感器(13)、泥位計(14)、雙光網(wǎng)傳感器(15)、視頻監(jiān)控(16)和雨量計(17)均通過接線盒(9)與監(jiān)控單元柜機(2)電連接，所述的監(jiān)控單元柜機(2)與總監(jiān)控中心⑶電連接，所述的總監(jiān)控中心⑶與段局域網(wǎng)⑴相連，總監(jiān)控中心⑶上還電連接有工務(wù)車間終端(4)，所述的聲光報警器(5)與工務(wù)車間終端(4)電連接；所述的客戶端(6)與段局域網(wǎng)(I)相連；所述的光纖光柵傳感器(10)連接有光纖(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的客戶端(6)包括調(diào)度所終端(7)和路局終端(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的工務(wù)車間終端(4)、調(diào)度所終端(7)和路局終端(8)均為預(yù)裝有預(yù)警系統(tǒng)處理軟件的計算機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖光柵傳感器(10)安裝在鐵軌(30)旁邊的攔石墻(22)上，攔石墻(22)上設(shè)有光纖安裝槽(27)，光纖安裝槽(27)內(nèi)鋪設(shè)有光纖(28)，所述的光纖光柵傳感器(10)與光纖(28)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路路基設(shè)備監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:它包括多個工區(qū)，每個工區(qū)包括監(jiān)控單元柜機(2)、壓力傳感器(11)、位移傳感器(12)、雙電網(wǎng)傳感器(13)、工業(yè)終端(18)和由光纖光柵傳感器(10)及光纖(28)組成的光系統(tǒng)(19);壓力傳感器(11)、位移傳感器(12)、雙電網(wǎng)傳感器(13)、工業(yè)終端(18)和光系統(tǒng)(19)均與監(jiān)控單元柜機(2)電連接，所述的監(jiān)控單元柜機(2)直接與段局域網(wǎng)(I)相連。
【文檔編號】G08B21/10GK203838856SQ201420216092
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】阮秀仕, 胡勇 申請人:阮秀仕