[發明專利]一種基于Φ-OTDR的軌道車輛定位和測速系統有效

申請號：	201410176070.2	申請日：	2014-04-28
公開（公告）號：	CN103926588B	公開（公告）日：	2016-10-12
發明（設計）人：	彭飛;饒云江;段寧	申請（專利權）人：	無錫成電光纖傳感科技有限公司
主分類號：	G01S17/06	分類號：	G01S17/06;G01S17/58;G01P3/68
代理公司：	北京品源專利代理有限公司 11332	代理人：	胡彬;路凱
地址：	214135 江蘇省無錫市新區***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 otdr 軌道車輛定位測速系統
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【權利要求書】：

1.一種基于Φ-OTDR的軌道車輛定位和測速系統，其特征在于，包括Φ-OTDR系統主機和光纜；

所述Φ-OTDR系統主機與光纜連接，用于發出脈沖光信號注入到光纜，并對光纜中反射回的瑞利散射相干光進行處理，獲得列車運行的實時位置信息和速度信息。

2.根據權利要求1所述的基于Φ-OTDR的軌道車輛定位和測速系統，其特征在于，所述Φ-OTDR系統主機包括激光器、聲光調制器、摻鉺光纖放大器、帶通濾波器、可調諧衰減器、環形器、光電探測器以及處理器；

所述激光器用于發射連續光，輸出給聲光調制器；其中，激光器為超窄線寬激光器，其線寬小于3KHz；

所述聲光調制器用于將所述連續光調制成脈沖光信號；其中，聲光調制器為高消光比聲光調制器，其消光比大于50dB；

所述摻鉺光纖放大器用于對所述脈沖光信號進行放大；

所述帶通濾波器用于對摻鉺光纖放大器輸出的脈沖光信號進行濾波；

所述可調諧衰減器用于調整收到的脈沖光信號的功率；

所述環形器用于將可調諧衰減器輸出入的脈沖光信號注入到光纜，光在光纜中發生瑞利散射，并接收光纜中反射回的相干光，輸出給光電探測器；

所述光電探測器用于將所述瑞利散射相干光轉化為電信號，輸出給處理器；

所述處理器用于對所述電信號進行信號處理，獲得列車運行的實時位置信息和速度信息。

3.根據權利要求2所述的基于Φ-OTDR的軌道車輛定位和測速系統，其特征在于，所述處理器具體用于：一、根據原始瑞利散射曲線，光纜上每個空間點都有一個隨時間變化的信號X_s(t)，其中，X_s(t)表示光纜上離列車指揮調度中心距離為s的振動信號；二、對每個空間點的信號X_s(t)加寬度為T_w的時間窗，接著對每個時間窗內的信號做小波變換、閾值降噪，并對重構的信號求均方根，得到該時間窗內信號的振動水平，進而得到每個時間點上光纜不同位置的振動信號為Y_T(s)，其中Y_T(s)表示T時刻光纜所有位置的振動信號；此時定位周期為T_l＝T_p*T_w，其中T_l表示定位周期，T_p表示脈沖重復周期，T_w表示時間窗。三、對Y_T(s)做峰值檢測得到突變沿位置，從而得到該時間點振動列車的位置，其中上升沿和下降沿將分別對應列車的車頭位置和車尾位置；對一段時間內的各時間點分析，得到該時段內列車的位置-時間關系；四、對列車的位置-時間關系求斜率，獲得到各個時間點列車運行的實時速度。