一种长距离、高精度和可切换的地铁轨道监测系统
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2023-04-23 15:21:58
本实用新型公开了一种长距离、高精度和可切换的地铁轨道监测系统,其中,包括多通道光纤解调仪、数据处理终端、报警装置、若干光纤加速度传感器及光纤位移传感器,所述多通道光纤解调仪、数据处理终端和报警装置设置于地铁站,将以地铁站为中心的四个分支方向划分为四个监测区间,监测区间内每个轨道板处均设置有与多通道光纤解调仪经通信光缆连接的光纤加速度传感器和光纤位移传感器,从而使上、下行线路总计四个监测区间共用一套解调系统、一套数据处理系统、一套报警系统,可以达到减少采集仪数量、节约成本、长远距离、在线实时监测的目的,解决了现有的地铁轨道监测系统无法高效进行监测的问题。
本实用新型的目的在于提供一种长距离、高精度和可切换的地铁轨道监测系统,可以在线实时地监测轨道结构状态,旨在解决现有的地铁轨道监测系统无法高效进行监测的问题。
伴随着轨道交通的长期运营,在复杂的使用条件与所处自然环境的双重作用下,由于轨道结构的原因而发生的安全性事故越来越多,这不仅要求精确严密的计算理论和先进的施工技术,同时也对轨道交通运营期间的安全维护提出更高的要求。由于轨道交通自身结构复杂而特殊,在长期运营过程中将受到各种因素的影响,诸如地质、地形条件、水文条件、气候条件等,可能导致在使用过程中出现各种各样的病害。为了保证城市轨道交通在运营和维护中的安全性,需要建立轨道结构的长期健康监测体系,对长期监控中实时采集的数据进行分析与研究,及时了解在运营期间轨道结构的沉降变形和受力状况等,预防轨道结构发生重大病害并在病害发生后发出警报,便于快速解除险情。轨道结构的监测,主要针对轨道板和钢轨的振动和位移进行实时监测。因为轨道结构过大的振动会降低列车的平稳性,影响舒适感,造成轨道部件的疲劳损伤和破坏,甚至会造成临近建筑物的开裂和疲劳损伤,以及地面软弱地层液化和沉降;高频振动还会产生地铁噪声污染;轨道结构过大的位移会造成轨道几何形位的改变,造成轨道不平整,轨距变化,列车长期运行下会造成轨道波磨和蛇形,降低轨道和车轮的使用寿命,严重的还会造成列车脱轨。
目前在轨道交通领域,尚缺乏面向光纤传感轨道结构状态监测全面地、系统地研究,特别是面向地铁轨道结构状态的光纤传感在线实时地监测研究更加匮乏,例如能够进行连续实时监测的分布式光纤传感系统存在监测精度不高的问题,一般的点式光纤传感器存在监测范围小的问题,而且在具体检测过程中,并没有很好的结合地铁线路双线并行的特点来优化布线方式,监测过程不够高效,未能有效节省监测的器件。
第一发明人简介:杜彦良,1956年10月16日出生于河北张家口,大型工程结构状态监测与安全控制专家,中国工程院院士,石家庄铁道大学教授、博士生导师 ,深圳大学土木工程学院教授 。1980年杜彦良从中国人民解放军铁道兵工程学院毕业后回到中国人民解放军铁道兵9师43团工作;1989年获得北方交通大学硕士学位;1993年获得北京航空航天大学博士学位;1995年至1998年担任石家庄铁道学院工程机械系主任;1998年担任石家庄铁道学院教学副院长;2010年担任石家庄铁道大学副校长;2013年当选中国工程院院士,同年获得何梁何利基金科学与技术进步奖;2015年度获得河北省科学技术突出贡献奖 ;2018年被聘为深圳大学土木工程学院教授 。
本实用新型根据地铁轨道结构上、下行线路并行,且在车站位置联通并具有宽阔空间的特点,将车站位置设为工作区,将多通道光纤解调仪、数据处理终端及报警装置设置在工作区,将车站两侧上、下行线路按四个方向划分为四个监测区间,各监测区间包含若干待测轨道板,每个轨道板处均设置有与多通道光纤解调仪经通信光缆连接的光纤加速度传感器和光纤位移传感器,从而使上、下行线路总计四个监测区间共用一套解调系统、一套数据处理系统、一套报警系统,可以达到减少采集仪数量、节约成本、长远距离监测的目的,可以在线实时地监测轨道结构状态,解决了现有的地铁轨道监测系统无法高效进行监测的问题。
该成果与他人合作开发,合作价格0.5万元起。