防護網信息采集、分析和監測系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種防護網監測系統，包括：防護網信息采集系統；防護網信息分析系統；和報警系統，在所述泥防護網信息分析系統確定發生防護網破裂和/或達到危險程度的情況，以一種或多種方式發出報警信號和/或情報信息。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

防護網信息采集、分析和監測系統
本技術涉及鐵路運行安全監測領域，具體地涉及監測鐵路與其他道路(比如公路、或天橋)立體交叉的位置的軌道安全方面。更具體地，本技術涉及監測鐵路軌道上方(例如立交橋上)的防護網的狀況。技術背景目前，鐵路系統正處在迅速建設和發展的時期，隨著高速鐵路網規模迅速擴大，技術裝備水平也快速提升，速度提升及運力加大。同時，也必須意識到，鐵路運輸安全也面臨更多的挑戰和考驗。鐵路周邊環境更加復雜，自然氣候環境變化頻繁，災害天氣增加，對鐵路運輸安全尤其是高鐵運行安全帶來影響。出于全面防護的考慮，技術人員研發出各種新技術，例如車載化探測裝置、高速攝像技術、GPS紅外線探測技術、微波無線探測等，廣泛應用于定位和監測，為鐵路安全允許提供了有效的防護和監測手段。但是，各種單獨的技術都有其局限性，分別會受環境，人文， 設備等因素的限制，沒有一種方法能完全解決鐵路特別是高鐵沿線的安全防護問題，而是需要靠各種手段的互補。實踐中，鐵路軌道常常需要下穿公路或者其他鐵路或者立交橋等。這樣，在鐵路與其他道路交叉口的上方常常會有墜落物。若這些墜落物落到鐵路軌道上，將會對下面的鐵路的允許安全，特別是高速運行的列車會，構成嚴重的威脅。為此，需要設置一定的措施來阻止墜落物掉到下面的鐵路軌道上。現有技術中，已經設計出設置一定的防護網來阻擋可能的墜落物，比如石塊、磚頭等雜物。然而，隨著日積月累，墜落的雜物重量會不斷增加，且防護網也會逐漸老化，遂產生了防護網破損從而雜物墜落的危險，從而威脅到鐵路運行的安全。這是技術人員需要考慮到的一個問題。在本領域中，這常稱為“異物侵線”監測。目前，對防護網的監測多采取人工方式進行。并且，現有的可能非人工檢測方式也都存在一定的缺陷，比如系統造價高、器件不耐用、金屬器件易于腐蝕損壞和存在失竊隱患坐寸ο與此相應地，近來光纖器件的快速發展和廣泛運用，特別是先進的光纖光柵傳感技術，為遠程監測提供了可行性和便利性、以及經濟性。其中，光纖光柵傳感器具有體積小、精度高、壽命長、高可靠性，與傳輸光纖兼容等優點，且易埋入到待測物體內部。其中，特別是，光纖Bragg光柵是一種新型的無源光子器件，可制成各種傳感器件，在傳感領域得到廣泛的應用。已知，目前國際上還沒有用光纖光柵傳感網絡分析系統來監控鐵路軌道上方的防護網的狀態的案例。鑒于現實中鐵路沿線墜落物危險的監測需求，以及光纖傳感器器件技術的發展， 本專利技術旨創造出一種更經濟和高效的異物侵線監測(防護網監測)系統。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種克服現有技術不足并且符合經濟高效需求的用于監測墜落物防護網的技術。根據本專利技術的一個方面，提供了一種防護網信息采集系統，用于收集與鐵路軌道上方的防護網有關的信息，該防護網信息采集系統包括光纖光柵傳感器個體或者由其構成的分布式陣列；和光纖光柵解調儀，其中所述光纖光柵解調儀與所說光纖光柵傳感器或由其構成的陣列通過光纖光纜相連接；其中，所述傳感器個體或陣列設置在距離道路上方一定距離的防護網內，當防護網兜住墜落物時，所述傳感器個體或者陣列能夠感測到防護網的應力，并轉換成感測信號返回給所述光纖光柵解調儀。其中所述道路為鐵路軌道；所述光纖光柵傳感器為光纖光柵應力傳感器；以及其設置在防護網的主連接線上或其內部，優選地位于所述防護網的負荷承載位置的主連接線上或其內部，并能夠感測所述主連接線的應力變化。其中，所述傳感器可以以綁縛的方式置于主連接線上，或者通過環接方式夾在兩段連接線之間。實際上，不排除以其他的方式來設置，使得傳感器能夠通過自身所受到的壓力測量主連接線的應力。其中，所述光纖光柵解調儀包括激光發射裝置，用于生成激光，和輸入輸出端口， 用于將激光輸出到傳輸光纖中，所述傳輸光纖與光纖光柵傳感器相連接，激光經光纖光柵傳感器反射后返回到所述光纖光柵解調儀，其中激光在光纖光柵傳感器內反射時，若所述光纖光柵受到外部應力的作用，反射的激光的波長會發生變化，且所述變化與外部應力之間具有預定的相關性。根據本專利技術的原理，所述光纖光柵傳感器陣列連接在多個分支光路中，每個分支光路通過光纜接續盒與主光纜連接，由主光纜將各個分路光纜連接到光纖光柵解調儀器上，其中，當入射激光經過光纖光柵傳感器時，其向回反射的特定波段光由探測器檢測到； 當光纖光柵傳感器在某一點受力而產生應變，或者光纜受力斷開，光纖光柵傳感器反射回的波長會發生變化或波長信號消失。所述光纖光柵解調儀對從所述光纖光柵傳感器反射回來的激光進行解調處理，并得出反射激光的波長信號。根據本專利技術的另一個方面，提供一種防護網信息分析系統，包括信號接收裝置，用于接收來自根據前述的防護網信息采集系統的信號，處理器單元，設置成通過分析來確定I)每個激光波長信號涉及哪個光纖光柵傳感器；2)所涉激光的波長的變化以及對應的所代表的應力水平；3)所述防護網中是否有墜落物，以及墜落物的總重量是否達到危險程度。其中所述防護網信息分析系統包括存儲裝置，其中預先存儲光纖光柵傳感器與特征波長之間的對應關系；波長變化和光纖光柵傳感器所測的應力之間關系；應力與墜落物危險程度發生之間對應關系。進一步地，其中處理器單元，設置成還用于確定是否對應于一個或者幾個光柵光纖傳感器的波長信號消失；以及根據預定的邏輯規則，由此判斷是何處位置發生了防護網破裂和/或哪條光纖光纜損毀。根據本專利技術的另一個方面，提供一種鐵路軌道防護網監測系統，包括根據之前任一所述的防護網信息采集系統；根據之前任一所述的防護網信息分析系統；報警系統，在所述泥防護網信息分析系統確定發生防護網破裂和/或達到危險程度的情況，以一種或多種方式發出報警信號和/或情報信息。進一步地，所述防護網監測系統與所述防護網信息分析系統通過有線或者無線地方式遠距離連接。可選地，所述鐵路軌道防護網監測系統包括一個或多個所述防護網信息采集系統，以及所述一個或多個所述防護網信息采集系統向一個或多個所述防護網信息分析系統提供收集的信息。所述防護網信息分析系統綜合多個所述防護網信息采集系統所收集的信息，確定鐵路沿線的多個監測位置的防護網情況。本專利技術的優點在于，光柵光纖應力傳感器的結構簡單、適應性強、穩定性、重復性好；與光纖之間存在天然的兼容性，易與光纖連接、低損耗、光譜特性好、可靠性高；具有非傳導性，對被測介質影響小，抗腐蝕、抗電磁干擾，適合惡劣環境；輕巧柔軟，可以在一根光纖中寫入多個光柵，構成傳感陣列，與波分復用和時分復用系統相結合，實現分布式測量； 測量信息是波長編碼的，所以光纖光柵傳感器不受光源的光強波動、光纖連接及耦合損耗; 實現對物體的高精度、無干擾的實時監測。可實現數字化傳感，尤其是在鐵路無人區、無電區以及惡劣的環境下可長期穩定工作。光纖光柵傳感器在保證光路暢通的前提下，不受外界電磁環境、溫度環境等方面的影響，并且自身又具有抗電磁干擾、尺寸小(標準裸光纖為125um)、重量輕、耐溫性好(工作溫度上限可達400°C -600°C )、復用能力強、傳輸距離遠(傳感器到解調端可達幾公里)、 耐腐蝕、高靈敏度、無源器件等優點，僅在分辨率一項技術指標上，就是傳統電子類傳感器的1000倍。附圖說明圖I為位于易發生墜落物侵入鐵路軌道立交橋附近的防護網的應用場景示意圖；圖2為防護網受到墜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防護網信息采集系統，用于收集與鐵路軌道上方的防護網有關的信息，特征在于，該防護網信息采集系統包括：光纖光柵傳感器個體或者由其構成的分布式陣列，和光纖光柵解調儀，其中所述光纖光柵解調儀與所說光纖光柵傳感器或由其構成的陣列通過光纖光纜相連接；其中，所述傳感器個體或陣列設置在距離道路一定距離上方的防護網內，當防護網兜住墜落物時，所述傳感器個體或者陣列能夠感測到防護網的應力，并轉換成感測信號返回給所述光纖光柵解調儀。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢鴻治，張植俊，曹學光，董坤，閻震，翟江蘭，
申請(專利權)人：同方威視技術股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：