[实用新型]护坡信息采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路运行安全监测领域，具体地涉及监测铁路轨道安全方面。更具体地，本实用新型涉及监测铁路轨道至少一侧的护坡的状况。 

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，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，铁路轨道常常需要穿过山丘或者山谷，从而一侧或者两侧存在着仰坡，也就是沟堑式的构造。另外，也存在铁路路基高出周围地面，从而在其两侧或者一侧存在俯坡的情况。由于地质原因或者施工的原因，仰坡可能会存在滑落杂物的情况；以及路基松动，导致俯坡损坏的情况。由此，一般在侧坡上设置护坡结构，其可以由水泥修砌构筑，且可设置固定锚桩。然而，随着水土流失、地质变化或者地震等因素，侧坡上的护坡结构也会产生裂缝。这意味着护坡可能会损毁，从而对铁路的运行安全，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监测护坡结构的情况。 

目前，对护坡的监测多采取人工方式（例如定期巡查）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等。 

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。 

然而，目前国内外上还没有采用光纤光栅传感网络来监控铁路护坡结构的状态的案例。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，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铁路护坡的技术。 

根据本实用新型的一个方面，提供一种护坡信息采集系统，用于收集与铁路轨道至少一侧的护坡结构有关的信息，该护坡信息采集系统包括：光纤光栅位移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位移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铁路至少一侧的护坡结构内，当护坡结构产生裂缝时，所述传感器个体或者阵列能够感测到缝隙所造成的位移，并转换成感测信号返回给所述光纤光栅解调仪。 

其中所述光纤光栅位移传感器设置在：位于所述护坡结构的表面，用于感测跨越缝隙两端的连接线的位移。 

其中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。 

根据本实用新型的另一个方面，提供一种护坡信息分析系统，其与所述的护坡信息采集系统连接，该护坡信息分析系统包括： 

信号接收装置，其接收来自该护坡信息采集系统的信号；处理器单元，用于确定：

每个激光波长信号涉及哪个光纤光栅传感器；并确定所涉激光的波长的变化以及对应的所代表的裂缝水平和所述护坡是否有裂缝，以及裂缝是否达到危险程度。

其中所述系统包括存储装置，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裂缝之间关系；裂缝与发生护坡溃塌危险之间对应关系。 

其中处理器单元，还包括用于：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护坡溃塌和/或哪条光纤光缆损毁。 

其中处理器单元，还包括用于确定：相对于时间，裂缝的扩大速度是否大于预定的阈值。 

其中处理器单元，还包括进一步用于：综合多个传感器的信息，确定局部区域是否存在护坡裂缝扩大的趋势或者垮塌威胁。 

根据本实用新型的另一个方面，提供一种护坡监测系统，包括： 

根据如前所述的护坡信息采集分系统；

根据如前所述的护坡信息分析分系统；