基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統的製作方法

2023-06-10 07:14:06 3

本實用新型涉及鐵路列車車廂分離預警，特別是一種基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統及方法。

背景技術：

鐵路是國民經濟的大動脈，鐵路發展呈現速、密、重的特性，保障鐵路的安全至關重要。列車的完整性是保障鐵路安全的基礎，如果列車車廂分離，滯留在鐵軌上的車廂將堵塞鐵路；更嚴重的是後方列車若不知車廂滯留，將直接危及後方列車的行車安全；列車車廂分離實時預警，是鐵路安全的一大保障。

現有的列車車廂分離監測常用的方法是在列車尾部安裝列尾設備。列車的分離使風管斷開漏風，風壓值下降，列尾設備向工作人員預警。但既有或新增的列車沒有預留列尾設備的無線列調的接口，設備安裝困難；當列尾設備出現故障時，如繼電器，將誤判列車車廂分離，造成整輛列車緊急停車，威脅後方列車安全。

分布式光纖傳感器具有抗電磁幹擾能力強，非侵入性，高靈敏度，不需要現場供電，可實現分布式測量，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便於與光纖系統連接等優勢。近年來，被廣泛應用於天然氣、石油管道安全監測，橋梁裂紋監測，氣體濃度探測、邊界安防等領域。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於，給出一種基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統，本實用新型將先進的分布式光纖探測系統接入鐵路既有的通信光纜，分布式光纖探測系統綜合分析鐵軌上的列車長度、列車位置信息、實時行駛速度、列車上下行方向等信息，實時遠程監測列車的完整性。

本實用新型的技術解決方案如下：一種基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統，其特徵在於包括分布式光纖探測系統、監測平臺數據中心、管理終端、不同權限的多個用戶終端、既有鐵路通信光纜；所述的分布式光纖探測系統包括瑞利或布裡淵散射的分布式光纖振動與應變傳感器、檢測儀器、模式識別單元，分布式光纖振動與應變傳感器沿著整個鐵軌長度鋪設，所有列車的位置及行進過程中的應變、振動信號由分布式光纖探測系統中分布式光纖振動與應變傳感器中的瑞利或布裡淵散射信號給出，並且經瑞利或布裡淵散射檢測儀器檢測後接模式識別單元信號，模式識別單元輸出接監測平臺數據中心，得到光纖探測系統覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、接近道口列車長度、列車位置、實時行駛速度、列車上下行方向信息；在通信機房連接沿鐵路鋪設的所述的既有鐵路通信光纜；分布式光纖探測系統對每列列車實時信息進行綜合分析處理後，形成完整性的判斷，形成預警信息，並將這些預警信息通過通信鏈路上傳到所述的監控平臺數據中心，數據中心將監控信息傳送到不同權限的多個用戶終端。

所述的分布式光纖探測系統，安置在鐵路沿線的通信機房中，接入到鐵路既有的通信光纜，並與鐵路內部的通信鏈路連接，分布式光纖探測系統利用通信光纜中的一芯沿鐵路鋪設進行探測。

分布式光纖探測系統對每列列車實時信息進行綜合分析處理後，形成完整性的判斷，形成預警信息，並將這些預警信息通過通信鏈路上傳到所述的監控平臺數據中心，數據中心將監控信息傳送到不同權限所述的用戶終端。

進一步的，本實用新型的方法是，所述的分布式光纖探測系統包括對列車的定位，是基於瑞利(或布裡淵)散射的分布式光纖振動(應變)傳感器，沿著整個鐵軌長度鋪設，瑞利(或布裡淵)散射信號，能夠檢測到所有分布式光纖探測系統中即所有列車行進過程中的應變、振動信號，並且經過模式識別等信號處理後，可以去除噪聲幹擾，識別出列車信號。並且通過進一步的算法處理，得到光纖探測系統覆蓋的鐵軌上的所有列車長度、列車位置、實時行駛速度、列車上下行方向等信息，可以得到(選擇某個空間或時間區間的)將對鄰近道口的列車相對位置信息、相對到達時間、實時行駛速度、接近道口列車長度、列車上下行方向等信息。分布式光纖探測系統對這些信息進行綜合分析處理後，形成完整性的判斷，形成預警信息，並將這些預警信息通過通信鏈路上傳到所述的監控平臺數據中心，數據中心將監控信息傳送到不同權限所述的用戶終端；

所述的分布式光纖探測系統，安置在鐵路沿線的通信機房中，接入到鐵路既有的通信光纜，並與鐵路內部的通信鏈路連接，分布式光纖探測系統利用既有的通信光纜中的一芯進行探測。

分布式光纖探測系統利用通信光纜中的一芯沿鐵路鋪設進行探測。所述的通信鏈路為鐵路專網。

監控平臺數據中心與分布式光纖探測系統、監控管理終端、用戶終端、輔助監控系統通過通信鏈路連接，監控平臺數據中心對預警信息儲存，整合，根據各個用戶終端的權限，通過通信鏈路把預警信息分配到各個用戶終端，提醒鐵路值班人員，同時將所有的監控信息上傳到監控管理終端；

所述的輔助監控系統與通信鏈路連接，輔助監控系統可以通過攝像頭，雷達等方法，實現局部重點區域視頻監控。

所述的通信光纜進行為鐵路的既有光纜，不需重新鋪設光纜，大大節省了系統的應用到鐵路沿線上的時間與應用成本。

所述的通信鏈路為鐵路內部專網，從物理上與外網隔離，保障了傳輸信息的安全性、可靠性。

所述的監控管理終端為放置於站段調度監控中心或上一級監控中心，該終端接入鐵路內部通信鏈路。管理人員通過登錄監控平臺數據中心為其分配的帳號，就可以根據該終端的權限查看該段管理區間內，行駛在鐵軌上的列車車廂的完整性；並可管理較低權限終端。

所述的用戶終端放置在鐵路沿線的通信機房，接入鐵路內部的通信鏈路，鐵路值班人員通過登錄監控平臺數據中心為其分配的帳號，查看管理區間內，行駛在鐵軌上的列車車廂的完整性。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型基於分布式光纖傳原理，具有抗電磁幹擾能力強，非侵入性，高靈敏度；耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便於與光纖系統連接等優勢。

2、採用先進的分布式光纖傳感技術，通過精確模式識別算法，對鐵軌上的列車長度列車位置信息、實時行駛速度、列車上下行方向等信息進行分析，對列車的完整性進行實時監測。

3、採用既有鐵路通信光纜，不需要重新鋪設光纜，減少了時間成本和施工成本。

4、不需要現場供電，安全性、可靠性高。

5、傳感距離長，分布式測量，恰合鐵路幹線長，易受安全威脅，亟需長距離全線監測的特點。

6、通信鏈路為鐵路專網，可以保障信息傳輸的安全性、可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統結構框圖

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應以此限制本實用新型的保護範圍。

首先請參照圖1，圖1為本實用新型基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統結構框圖。由圖1可見，基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統及方法，其特徵在於其構成包括監控管理終端、監控平臺數據中心、多個用戶終端、多臺分布式光纖探測系統、既有鐵路通信光纜、輔助監控系統；

所述的監控平臺數據中心與分布式光纖探測系統、監控管理終端、用戶終端、輔助監控系統通過通信鏈路連接；所述的多臺分布式光纖探測系統與鐵路既有的通信光纜連接，並通過通信鏈路與監控平臺數據中心連接。

所述的多臺分布式光纖探測系統，安置在鐵路沿線的通信機房中，接入到鐵路既有的通信光纜，並與鐵路內部的通信鏈路連接，分布式光纖探測系統利用既有的通信光纜中的一芯進行探測，實時監測鐵軌上的列車車廂的完整性；所述的多臺分布式光纖探測系統對鐵軌上的列車長度、列車位置信息、實時行駛速度、列車上下行方向等信息進行實時監測，通過對探測到的信號進行模式識別，去除噪聲幹擾等方法進行綜合分析處理後，對列的車完整性進行判斷，形成預警信息，並將這些預警信息通過通信鏈路上傳到所述的監控平臺數據中心，數據中心將監控信息傳送到不同權限所述的用戶終端；

所述的監控平臺數據中心對預警信息儲存，整合，根據各個用戶終端的權限，通過通信鏈路把預警信息分配到各個用戶終端，提醒鐵路值班人員，同時將所有的監控信息上傳到監控管理終端；

所述的輔助監控系統與通信鏈路連接，輔助監控系統可以通過攝像頭，雷達等方法，實現局部重點區域視頻監控。

以上技術方案可以實現一種基於分布式光纖列車車廂分離實時預警系統及方法。雖然參照上述具體實施例詳細地描述了本實用新型，但是應該理解本實用新型並不限於所公開的實施方式和實施例，對於本專業領域技術人員來說，可對其形式和細節進行各種改變。所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。