[发明专利]隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路隧道，特别涉及一种隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统。

背景技术

随着我国铁路建设的快速增长，隧道建设及运营规模均位居世界第一。随着隧道运营年限增长，出现结构老化等病害的数量逐年增加，隧道病害问题日益突出。其中，隧道突发的衬砌结构剥落垮塌对铁路运营安全的威胁最为严重，如：内六线发生隧道边墙垮塌，造成行车中断；达成线苟家沟隧道洞身拱部剥落，约5m³混凝土块散落于线路上，造成行车中断；日本山阳新干线北九州隧道边墙混凝土部分剥落，导致列车停运10小时，6万多乘客出行受到影响；室兰本线礼文滨隧道发生列车与剥落的混凝土块碰撞，导致列车脱轨，51列列车取消，8500位乘客受到影响。由于隧道衬砌结构剥落垮塌的突发性，往往难以进行预测，因此隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警，避免事故发生后给行车带来更大破坏，显得尤为重要。因此，目前迫切需要提出一种有效的隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测方法和报警系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统，以有效地对隧道衬砌结构剥落垮塌进行长期实时监测及报警，确保铁路运营安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及预警系统，其特征是它包括：分布式光纤传感器，沿隧道内道床纵向多路平行布设；传输光缆，将分布式光纤传感器的光信号传输到分布式光纤振动测试系统；分布式光纤振动测试系统，根据光信号实时分析分布式光纤传感器上的振动信号；衬砌结构剥落垮塌振动信号识别系统，识别隧道衬砌结构剥落垮塌产生的振动信号，并发出灾害信息；无线传输装置，中转灾害信息；远程终控中心，发布隧道灾害信息并报警。

本发明的有益效果是，有效解决了当前隧道衬砌结构剥落垮塌发生突然难以及时发现，实现了隧道衬砌结构剥落垮塌灾害的无人值守实时监测及报警，该系统具有抗电磁场干扰强、耐久性好、布设简单、不间断连续监测等特点。

附图说明

图1是隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统示意图。

图中示出构件、部位名称及所对应的标记：分布式光纤传感器1；传输光缆2；分布式光纤振动测试系统3；衬砌结构剥落垮塌振动信号识别系统4；无线传输装置5；远程终控中心6。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

参照附图，本发明的隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及预警系统，其特征是它包括：分布式光纤传感器1，沿隧道内道床纵向多路平行布设；传输光缆2，将分布式光纤传感器1的光信号传输到分布式光纤振动测试系统3；分布式光纤振动测试系统3，根据光信号实时分析分布式光纤传感器上的振动信号；衬砌结构剥落垮塌振动信号识别系统4，识别隧道衬砌结构剥落垮塌产生的振动信号，并发出灾害信息；无线传输装置，中转灾害信息；远程终控中心6，发布隧道灾害信息并报警。

分布式光纤传感器1沿隧道内道床纵向多路平行布设，各平行布设的传感器首尾相连构成整个分布式光纤传感器测试通路，监测隧道衬砌结构剥落垮塌产生的振动信号。

分布式光纤振动测试系统3作用是采集分布式光纤传感器1的振动干扰光相位信号，并根据光时域反射技术进行振动信号定位。

衬砌结构剥落垮塌振动信号识别系统4作用是基于支持向量机分类方式建立现场原位测试的行车、自然风、行人、隧道衬砌结构剥落垮塌等多个振动样本空间，分类识别隧道衬砌结构剥落垮塌产生的振动信号，并根据振动信号的分布位置、强度等级进行灾害分级，发送灾害信息。

无线传输装置5的作用是中转衬砌结构剥落垮塌振动信号识别系统4发送的灾害信息。远程终控中心6作用是接收GSM/GPRS塔5的灾害信息，实时发布灾害信息并报警。

本发明有效解决了当前隧道衬砌结构剥落垮塌发生突然难以及时发现，实现了隧道衬砌结构剥落垮塌灾害的无人值守实时监测及报警，该系统具有抗电磁场干扰强、耐久性好、布设简单、不间断连续监测等特点。

以上所述只是用图解说明本发明隧道衬砌结构剥落垮塌实时监测及报警系统的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。