[发明专利]铁路沿线泥石流灾害监测

说明书

技术领域

本发明涉及地质灾害监测领域，具体地涉及铁路轨道沿线的地质灾害监测并报警的领域。更具体地，本发明涉及铁路沿线泥石流灾害的监测方面。

背景技术

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，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。

我国是泥石流多发国家，特别是，铁路沿线由于施工或者认为破坏等因素，易发生泥石流等灾害。这对铁路的安全构成严重的威胁。目前，铁路沿线的泥石流灾情报警和防护还多采取人工方式进行。尽管现有技术中已经有相关设备用于泥石流的报警工作，但是现有的非人工检测方式存在一定的缺陷。比如，设备造价昂贵、监测功能器件不够耐用、金属材质的器件易于腐蚀损坏和存在失窃隐患等。同时，考虑到铁路沿线的地质灾害主要发生在边远山区，一般是多雾多雨少人地区，从而设备维护困难等。

另一方面，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器技术，为远程监测提供了可行性和便利性。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，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。

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沿线的案例。鉴于现实中铁路沿线泥石流灾害的监测需求，以及光纤传感器器件技术的发展，本发明旨创造出一种更经济、高效的铁路沿线泥石流监测系统。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种克服现有技术不足并且符合经济高效需求的监测系统。

根据本发明一个方面，提供一种泥石流信息采集系统，设置在铁路轨道附近，用于采集铁路轨道附近与泥石流有关的信息，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铁路轨道一定距离的防护阻墙的泥石流冲击面内，所述传感器个体或者阵列能够在泥石流发生时感测到泥石流对阻墙的冲击力，并转换成感测信号返回给所述光纤光栅解调仪。

其中，所述光纤光栅传感器为应力传感器，其能够感测阻墙冲击面内的应力变化。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。

其中，所述光纤光栅解调仪由外部电源来供电和/或由自带电源来供电。

所述光纤光栅传感器阵列串联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，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， 甚至光缆受力断开，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，通过比较光源脉冲与后向反射射光的波长可以得到光纤在实际工况下某一位置处的信息。

其中，所述光纤光栅解调仪对从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。

根据本发明另一方面，提供一种泥石流信息分析系统，包括：信号接收装置，用于接收来自泥石流信息采集系统的信号；处理器，通过分析来确定：

1）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）是否发生泥石流以及泥石流程度。

其中所述泥石流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；应力与泥石流发生之间对应关系。

其中处理器，还包括用于：