防护网信息采集、分析和监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种防护网监测系统，包括：防护网信息采集系统；防护网信息分析系统；和报警系统，在所述泥防护网信息分析系统确定发生防护网破裂和/或达到危险程度的情况，以一种或多种方式发出报警信号和/或情报信息。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

防护网信息采集、分析和监测系统
本技术涉及铁路运行安全监测领域，具体地涉及监测铁路与其他道路(比如公路、或天桥)立体交叉的位置的轨道安全方面。更具体地，本技术涉及监测铁路轨道上方(例如立交桥上)的防护网的状况。技术背景目前，铁路系统正处在迅速建设和发展的时期，随着高速铁路网规模迅速扩大，技术装备水平也快速提升，速度提升及运力加大。同时，也必须意识到，铁路运输安全也面临更多的挑战和考验。铁路周边环境更加复杂，自然气候环境变化频繁，灾害天气增加，对铁路运输安全尤其是高铁运行安全带来影响。出于全面防护的考虑，技术人员研发出各种新技术，例如车载化探测装置、高速摄像技术、GPS红外线探测技术、微波无线探测等，广泛应用于定位和监测，为铁路安全允许提供了有效的防护和监测手段。但是，各种单独的技术都有其局限性，分别会受环境，人文， 设备等因素的限制，没有一种方法能完全解决铁路特别是高铁沿线的安全防护问题，而是需要靠各种手段的互补。实践中，铁路轨道常常需要下穿公路或者其他铁路或者立交桥等。这样，在铁路与其他道路交叉口的上方常常会有坠落物。若这些坠落物落到铁路轨道上，将会对下面的铁路的允许安全，特别是高速运行的列车会，构成严重的威胁。为此，需要设置一定的措施来阻止坠落物掉到下面的铁路轨道上。现有技术中，已经设计出设置一定的防护网来阻挡可能的坠落物，比如石块、砖头等杂物。然而，随着日积月累，坠落的杂物重量会不断增加，且防护网也会逐渐老化，遂产生了防护网破损从而杂物坠落的危险，从而威胁到铁路运行的安全。这是技术人员需要考虑到的一个问题。在本领域中，这常称为“异物侵线”监测。目前，对防护网的监测多采取人工方式进行。并且，现有的可能非人工检测方式也都存在一定的缺陷，比如系统造价高、器件不耐用、金属器件易于腐蚀损坏和存在失窃隐患坐寸ο与此相应地，近来光纤器件的快速发展和广泛运用，特别是先进的光纤光栅传感技术，为远程监测提供了可行性和便利性、以及经济性。其中，光纤光栅传感器具有体积小、精度高、寿命长、高可靠性，与传输光纤兼容等优点，且易埋入到待测物体内部。其中，特别是，光纤Bragg光栅是一种新型的无源光子器件，可制成各种传感器件，在传感领域得到广泛的应用。已知，目前国际上还没有用光纤光栅传感网络分析系统来监控铁路轨道上方的防护网的状态的案例。鉴于现实中铁路沿线坠落物危险的监测需求，以及光纤传感器器件技术的发展， 本专利技术旨创造出一种更经济和高效的异物侵线监测(防护网监测)系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种克服现有技术不足并且符合经济高效需求的用于监测坠落物防护网的技术。根据本专利技术的一个方面，提供了一种防护网信息采集系统，用于收集与铁路轨道上方的防护网有关的信息，该防护网信息采集系统包括光纤光栅传感器个体或者由其构成的分布式阵列；和光纤光栅解调仪，其中所述光纤光栅解调仪与所说光纤光栅传感器或由其构成的阵列通过光纤光缆相连接；其中，所述传感器个体或阵列设置在距离道路上方一定距离的防护网内，当防护网兜住坠落物时，所述传感器个体或者阵列能够感测到防护网的应力，并转换成感测信号返回给所述光纤光栅解调仪。其中所述道路为铁路轨道；所述光纤光栅传感器为光纤光栅应力传感器；以及其设置在防护网的主连接线上或其内部，优选地位于所述防护网的负荷承载位置的主连接线上或其内部，并能够感测所述主连接线的应力变化。其中，所述传感器可以以绑缚的方式置于主连接线上，或者通过环接方式夹在两段连接线之间。实际上，不排除以其他的方式来设置，使得传感器能够通过自身所受到的压力测量主连接线的应力。其中，所述光纤光栅解调仪包括激光发射装置，用于生成激光，和输入输出端口， 用于将激光输出到传输光纤中，所述传输光纤与光纤光栅传感器相连接，激光经光纤光栅传感器反射后返回到所述光纤光栅解调仪，其中激光在光纤光栅传感器内反射时，若所述光纤光栅受到外部应力的作用，反射的激光的波长会发生变化，且所述变化与外部应力之间具有预定的相关性。根据本专利技术的原理，所述光纤光栅传感器阵列连接在多个分支光路中，每个分支光路通过光缆接续盒与主光缆连接，由主光缆将各个分路光缆连接到光纤光栅解调仪器上，其中，当入射激光经过光纤光栅传感器时，其向回反射的特定波段光由探测器检测到； 当光纤光栅传感器在某一点受力而产生应变，或者光缆受力断开，光纤光栅传感器反射回的波长会发生变化或波长信号消失。所述光纤光栅解调仪对从所述光纤光栅传感器反射回来的激光进行解调处理，并得出反射激光的波长信号。根据本专利技术的另一个方面，提供一种防护网信息分析系统，包括信号接收装置，用于接收来自根据前述的防护网信息采集系统的信号，处理器单元，设置成通过分析来确定I)每个激光波长信号涉及哪个光纤光栅传感器；2)所涉激光的波长的变化以及对应的所代表的应力水平；3)所述防护网中是否有坠落物，以及坠落物的总重量是否达到危险程度。其中所述防护网信息分析系统包括存储装置，其中预先存储光纤光栅传感器与特征波长之间的对应关系；波长变化和光纤光栅传感器所测的应力之间关系；应力与坠落物危险程度发生之间对应关系。进一步地，其中处理器单元，设置成还用于确定是否对应于一个或者几个光栅光纤传感器的波长信号消失；以及根据预定的逻辑规则，由此判断是何处位置发生了防护网破裂和/或哪条光纤光缆损毁。根据本专利技术的另一个方面，提供一种铁路轨道防护网监测系统，包括根据之前任一所述的防护网信息采集系统；根据之前任一所述的防护网信息分析系统；报警系统，在所述泥防护网信息分析系统确定发生防护网破裂和/或达到危险程度的情况，以一种或多种方式发出报警信号和/或情报信息。进一步地，所述防护网监测系统与所述防护网信息分析系统通过有线或者无线地方式远距离连接。可选地，所述铁路轨道防护网监测系统包括一个或多个所述防护网信息采集系统，以及所述一个或多个所述防护网信息采集系统向一个或多个所述防护网信息分析系统提供收集的信息。所述防护网信息分析系统综合多个所述防护网信息采集系统所收集的信息，确定铁路沿线的多个监测位置的防护网情况。本专利技术的优点在于，光栅光纤应力传感器的结构简单、适应性强、稳定性、重复性好；与光纤之间存在天然的兼容性，易与光纤连接、低损耗、光谱特性好、可靠性高；具有非传导性，对被测介质影响小，抗腐蚀、抗电磁干扰，适合恶劣环境；轻巧柔软，可以在一根光纤中写入多个光栅，构成传感阵列，与波分复用和时分复用系统相结合，实现分布式测量； 测量信息是波长编码的，所以光纤光栅传感器不受光源的光强波动、光纤连接及耦合损耗; 实现对物体的高精度、无干扰的实时监测。可实现数字化传感，尤其是在铁路无人区、无电区以及恶劣的环境下可长期稳定工作。光纤光栅传感器在保证光路畅通的前提下，不受外界电磁环境、温度环境等方面的影响，并且自身又具有抗电磁干扰、尺寸小(标准裸光纤为125um)、重量轻、耐温性好(工作温度上限可达400°C -600°C )、复用能力强、传输距离远(传感器到解调端可达几公里)、 耐腐蚀、高灵敏度、无源器件等优点，仅在分辨率一项技术指标上，就是传统电子类传感器的1000倍。附图说明图I为位于易发生坠落物侵入铁路轨道立交桥附近的防护网的应用场景示意图；图2为防护网受到坠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防护网信息采集系统，用于收集与铁路轨道上方的防护网有关的信息，特征在于，该防护网信息采集系统包括：光纤光栅传感器个体或者由其构成的分布式阵列，和光纤光栅解调仪，其中所述光纤光栅解调仪与所说光纤光栅传感器或由其构成的阵列通过光纤光缆相连接；其中，所述传感器个体或阵列设置在距离道路一定距离上方的防护网内，当防护网兜住坠落物时，所述传感器个体或者阵列能够感测到防护网的应力，并转换成感测信号返回给所述光纤光栅解调仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱鸿治，张植俊，曹学光，董坤，阎震，翟江兰，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：