【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡监测领域，更具体地，涉及一种用于边坡细光纤的otdr监测方法及otdr监测系统。
技术介绍
1、一些极端的天气现象，如强风和暴雨等，会对边坡的稳定性造成影响，可能引发边坡滑坡、坍塌等灾害。2022年，广东省受“龙舟水”影响，出现了大规模的边坡滑塌，给交通安全带来了极大的危害。如何强化交通基础设施养护、提高边坡营运安全性、推动检测和监测技术信息化及智能化是目前亟待解决的关键问题。
2、在现有的边坡表面位移监测技术中，利用遥感监测技术监测边坡表面位移，容易受地形和天气的影响；利用视觉方法监测，容易受相机与靶标距离、光照强度等因素影响；大多存在设备数据精度不高、数据处理复杂等难点，无法对边坡的状态进行实时监测。因此亟需一种普适性强、受环境影响小的边坡监测技术。
3、光时域反射仪otdr通过光脉冲在光纤中的传输时间来计算事件点的距离，并根据损耗的反射强度来判断是否出现事件。手持式otdr监测技术已相对成熟，但适用于边坡的全套otdr监测系统还存在一些不足，有待完善：otdr监测系统易受到光纤的类型影响，针对边坡的实际情况和所期望达到的监测效果如何选择合适的光纤需要进一步研究，例如根据不同边坡的长度、范围以及监测的灵敏程度需要选择不同长度、规格、类型的光纤，现有的otdr监测系统主要适用于1km以上的光纤，而针对高速公路的边坡监测，大部分光纤为百米光纤；采用细光纤时容易出现损耗，边坡出现小开裂也会产生预警导致误报，不符合边坡即将滑坡、坍塌才进行预警的目的。此外，otdr监测系统投入现场使用还可能面
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于边坡细光纤的otdr监测方法及otdr监测系统，用于解决细光纤易损耗导致预警误报、监测准确度低的问题。
2、本专利技术采取的技术方案是一种用于边坡细光纤的otdr监测方法，包括：
3、s1.在边坡上设置otdr监测设备，在边坡内埋设光纤，所述光纤的首端设有长度为a的第一光纤延长线，所述光纤的末端设有长度为b的第二光纤延长线，a的取值范围为6～20m，b的取值范围为6～20m；所述otdr监测设备向光纤发射光脉冲、接收反射信息，并且处理反射信息、形成检测数据；所述检测数据包括光纤长度及其对应的光功率；
4、s2.所述otdr监测设备进行预警判断：
5、若|l0-lx|<1m，其中l0为光纤实际总长度，lx为所述otdr监测设备的光纤检测总长度，则所述otdr监测设备判断光纤正常；
6、若|l0-lx|≥1m且p(a)≤max{p[l0-c,l0+(b-c)]}，其中p(a)为光纤a处的光功率，max{p[l0-c,l0+(b-c)]}为光纤l0-c处与光纤l0+(b-c)处之间、长度为b的区间内的最大光功率且0<c<b，则所述otdr监测设备进行光纤损耗预警；
7、若|l0-lx|≥1m且p(a)>max{p[l0-c,l0+(b-c)]}，则所述otdr监测设备进行光纤断裂预警。
8、所述otdr监测设备判断光纤正常，则边坡正常；所述otdr监测设备进行光纤损耗预警，则边坡存在较大开裂或即将滑坡、坍塌；所述otdr监测设备进行光纤断裂预警，则边坡严重开裂或滑坡、坍塌。
9、细光纤容易受到边坡微小变形的影响，早期容易出现损耗。光纤发生损耗或断裂会导致otdr监测设备的光纤检测总长度变短，|l0-lx|<1m不预警，即光纤在出现早期损耗时不预警，减少误报，符合实际需求，提高otdr监测设备的实用性。若光纤出现损耗，l0处存在反射，所述otdr监测设备可以在l0附近检测到大于等于a处的光功率；若光纤出现断裂，l0出现噪声，不存在反射，所述otdr监测设备不能在l0附近检测到大于等于a处的光功率，从而判断光纤的损耗和断裂。
10、本技术方案根据光纤长度及其对应的光功率综合进行预警判断，反映了边坡的实际状态，避免出现早期损耗时光纤检测总长度轻微变短导致预警，保证了otdr监测设备的有效监测且减少误报，提高了otdr监测设备的准确度。
11、所述otdr监测设备存在盲区，即光纤的首端和末端发生高反射，若光纤在此处损耗、断裂，则无法检测到边坡滑坡、坍塌的情况。经过实验测试与现场实施得出盲区的长度范围为5～18m。本技术方案通过在所述光纤的首端和末端设置第一光纤延长线和第二光纤延长线来避免监测范围落入盲区，应确保所述第一光纤延长线和第二光纤延长线的长度大于盲区，保证otdr监测设备对边坡滑坡、坍塌的预警及时、准确，不漏报。
12、进一步地，所述第一光纤延长线和第二光纤延长线均设置在光纤接续盒，可以保证第一光纤延长线和第二光纤延长线不因现场复杂条件而弯曲、接续、断裂导致损耗或反射事件。
13、进一步地，步骤s1中，所述otdr监测设备形成监测曲线图，所述监测曲线图的横轴为光纤长度，纵轴为相对光强度，设有光纤实际总长度标记线；根据检测数据生成光纤长度-相对光强度曲线和光纤检测长度标记线。
14、所述监测曲线图清晰、明了、方便技术人员查看和分析，技术人员通过对比光纤实际总长度标记线和光纤检测长度标记线以及光纤长度-相对光强度曲线的峰形可以直观地反映光纤的状态，便于对边坡进行长期监测。
15、进一步地，步骤s2中，所述otdr监测设备判断光纤正常，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第一反射峰、第一平稳区、第二反射峰和第一噪声区；所述第一反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第二反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离小于1m；所述第一平稳区的曲线低于第一反射峰和第二反射峰；所述第一噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第一平稳区的曲线。
16、所述第一平稳区的曲线表现为整体近似斜线，随光纤长度的增加逐渐下降，局部可能出现较小的下降台阶或较小的反射峰，若出现反射峰则均小于第一反射峰和第二反射峰。所述噪声峰表现为不规则的杂乱峰形。
17、进一步地，步骤s2中，所述otdr监测设备进行光纤损耗预警，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第三反射峰、第二平稳区、第四反射峰和第二噪声区；所述第三反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第四反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离大于等于1m；所述第二平稳区的曲线低于第三反射峰和第四反射峰；所述第二噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第二平稳区的曲线；所述光纤实际总长度标记线位于第二噪声区中，所述第二噪声区在光纤实际总长度标记线处有第五反射峰，所述第五反射峰低于第三反射峰且高于第二平稳区的曲线和第四反射峰。
18、所述第二平稳区的曲线表现为整体近似斜线，随光纤长度的增加逐渐下降，局部可能出现较小的下降台阶或较小的反射峰，若出现反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，步骤S1中，所述OTDR监测设备形成监测曲线图，所述监测曲线图的横轴为光纤长度，纵轴为相对光强度，设有光纤实际总长度标记线；根据检测数据生成光纤长度-相对光强度曲线和光纤检测长度标记线。
3.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，步骤S2中，所述OTDR监测设备判断光纤正常，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第一反射峰、第一平稳区、第二反射峰和第一噪声区；所述第一反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第二反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离小于1m；所述第一平稳区的曲线低于第一反射峰和第二反射峰；所述第一噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第一平稳区的曲线。
4.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，步骤S2中，所述OTDR监测设备进行光纤损耗预警，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第三
5.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，步骤S2中，所述OTDR监测设备进行光纤断裂预警，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第六反射峰、第三平稳区、第七反射峰和第三噪声区；所述第六反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第七反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离大于等于1m；所述第三平稳区的曲线低于第六反射峰和第七反射峰；所述第三噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第三平稳区的曲线；所述光纤实际总长度标记线位于第三噪声区中。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，所述OTDR监测设备包括：脉冲调制模块，用于控制激光器调整光脉冲的参数；激光器，用于向光纤发射光脉冲；耦合器，用于将激光器发射的光脉冲传输到光纤且将光纤的反射信息传输到探测器；探测器，用于接收光纤的反射信息；信号放大器，用于放大探测器接收的反射信息；A/D转换器，用于转换放大后的反射信息；控制单元，用于处理转换后的反射信息且形成检测数据。
7.根据权利要求6所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，所述光纤的长度范围为70～400m，所述光纤的直径范围为0.8～1mm。
8.根据权利要求7所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，其特征在于，光脉冲的脉冲宽度范围为3～10ns。
9.一种OTDR监测系统，其特征在于，应用权利要求1-8任一项所述的用于边坡细光纤的OTDR监测方法，所述OTDR监测系统包括风光互补供电系统、电源模块、主控制器，所述风光互补供电系统和电源模块向主控制器和OTDR监测设备供电，所述主控制器控制风光互补供电系统、电源模块和OTDR监测设备，所述风光互补供电系统设有远程监控电量模块，所述电源模块设有定时开关，所述主控制器设有休眠模式。
10.根据权利要求9所述的OTDR监测系统，其特征在于，还包括：通信传输模块，用于传输检测数据；前后端处理展示平台，用于处理、储存、展示检测数据和监测曲线图。
...【技术特征摘要】
1.一种用于边坡细光纤的otdr监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于边坡细光纤的otdr监测方法，其特征在于，步骤s1中，所述otdr监测设备形成监测曲线图，所述监测曲线图的横轴为光纤长度，纵轴为相对光强度，设有光纤实际总长度标记线；根据检测数据生成光纤长度-相对光强度曲线和光纤检测长度标记线。
3.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的otdr监测方法，其特征在于，步骤s2中，所述otdr监测设备判断光纤正常，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第一反射峰、第一平稳区、第二反射峰和第一噪声区；所述第一反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第二反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离小于1m；所述第一平稳区的曲线低于第一反射峰和第二反射峰；所述第一噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第一平稳区的曲线。
4.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的otdr监测方法，其特征在于，步骤s2中，所述otdr监测设备进行光纤损耗预警，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的第三反射峰、第二平稳区、第四反射峰和第二噪声区；所述第三反射峰对应的光纤长度小于a，所述光纤检测长度标记线穿过第四反射峰的起点且垂直于横轴，所述光纤实际总长度标记线与光纤检测长度标记线之间的距离大于等于1m；所述第二平稳区的曲线低于第三反射峰和第四反射峰；所述第二噪声区的曲线包括多个噪声峰且均低于第二平稳区的曲线；所述光纤实际总长度标记线位于第二噪声区中，所述第二噪声区在光纤实际总长度标记线处有第五反射峰，所述第五反射峰低于第三反射峰且高于第二平稳区的曲线和第四反射峰。
5.根据权利要求2所述的用于边坡细光纤的otdr监测方法，其特征在于，步骤s2中，所述otdr监测设备进行光纤断裂预警，所述光纤长度-相对光强度曲线包括顺序连接的...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏叶媚，刘仕顺，李清，周楷，段杰，李佩峻，黄迎军，
申请(专利权)人：广东交科检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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