[發(fā)明專利]一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115424416A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 蘇振軍;崔齊飛
• 申請（專利權）人: 安徽彭工智能裝備科技有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B21/18;G08B31/00;G08C23/06
• 代理公司: 安徽專燁知識產(chǎn)權代理有限公司 34194
• 代理人: 陳靜

1.一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，包括本地集中監(jiān)控平臺主機和通過導線與本地集中監(jiān)控平臺主機進行信號連接的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述本地集中監(jiān)控平臺主機通過互聯(lián)網(wǎng)連接傳感云平臺，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括分別設置在第一預警區(qū)、第二預警區(qū)的分布式光纖傳感器，所述分布式光纖傳感器包括光纖光柵傳感系統(tǒng)、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)、分布式光纖振動傳感系統(tǒng)、高靈敏吸收光譜傳感系統(tǒng)；

其中第一預警區(qū)的分布式光纖傳感器設置在鐵路沿線山體邊坡、建筑物上，通過分布式光纖傳感器監(jiān)測車輛撞擊鐵路建筑物、采礦、爆破、蓄水、盜竊等一般侵限行為，第二預警區(qū)的分布式光纖傳感器設置在鐵路沿線雙側防護網(wǎng)、建筑物上，通過分布式光纖傳感器監(jiān)測滑坡體、泥石流、落石、人畜活動入侵營業(yè)線的嚴重侵限行為；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括分別設置在第一預警區(qū)、第二預警區(qū)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其中第一預警區(qū)還設置有輔助監(jiān)測系統(tǒng)，所述輔助監(jiān)測系統(tǒng)包括北斗系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，所述北斗系統(tǒng)包括表面位移傳感器和北斗基站，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括風速風向計和雨量計；

所述傳感云平臺按功能包括數(shù)據(jù)核心層、系統(tǒng)支撐層和業(yè)務應用層，所述數(shù)據(jù)核心層包括結構健康監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，所述系統(tǒng)支撐層包括數(shù)據(jù)交換中間件、流程與事務管理中間件、數(shù)據(jù)分析管理軟件和多媒體管理中間件，所述業(yè)務應用層包括邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊、安全預警模塊、系統(tǒng)自診斷模塊、監(jiān)測報表模塊、邊坡監(jiān)測系統(tǒng)管理模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式光纖傳感器的傳輸光纖采用扁平多參數(shù)傳感光纜結構進行保護，所述扁平多參數(shù)傳感光纜由緊包型傳感光纖和多芯松套溫補光纖組成，其中緊包型傳感光纖與外護套緊密接觸，可以實時地感應到外部的應變變化,多芯松套溫補光纖可以作為溫度補償、通信等用途。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，對于第一預警區(qū)的高危邊坡區(qū)域增加主動防護網(wǎng)，所述主動防護網(wǎng)上布設分布式光纖傳感器的傳感光纖，并在傳感光纖上連接有監(jiān)測傳感器，所述監(jiān)測傳感器分別設置在主動防護網(wǎng)的連接節(jié)點和錨固點上，所述監(jiān)測傳感器用于采集主動防護網(wǎng)的結構應力、拉力和錨點應力。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感光纖呈蛇形等距均勻排布在主動防護網(wǎng)上，所述傳感光纖與主動防護網(wǎng)間通過綁扎和膠粘相結合的方式進行固定。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析管理軟件針對于高危邊坡區(qū)域還設置有綜合預警模塊，所述綜合預警模塊包括變形監(jiān)測預警模塊、數(shù)學模型預測預警模塊、視頻智能聯(lián)動模塊和錨固力監(jiān)測預警模塊。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述變形監(jiān)測預警模塊利用光纖傳感器監(jiān)測的結構應力、拉力和錨點應力隨時間變化的變化量繪制線型圖，并監(jiān)測線型圖的累計變形量、變形速率和切線角進行預警。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)學模型預測預警模塊采用指數(shù)平滑預測算法、時間卷積網(wǎng)絡算法和長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡算法對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集上傳的數(shù)據(jù)進行分析，并與健康監(jiān)測數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)進行對比計算并智能預測侵限狀況。

8.根據(jù)權利要求5所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻智能聯(lián)動模塊根據(jù)傳感光纖的傳感異常預警，遠程調取視頻監(jiān)視系統(tǒng)異常信號點的實時圖像，進一步判定和確定邊坡的預警等級。

9.根據(jù)權利要求5所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，所述錨固力監(jiān)測預警模塊根據(jù)主動防護網(wǎng)的錨固點設計預應力值，自主評價主動防護網(wǎng)錨固點監(jiān)測預警安全系數(shù)，根據(jù)預警安全系數(shù)確定邊坡的預警等級。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種鐵路自然災害侵限智能監(jiān)測兩級防御報警系統(tǒng)，其特征在于，針對于邊坡為土質結構的第一預警區(qū)，所述輔助監(jiān)測系統(tǒng)還包括GNSS接收機、機器視覺測量儀和沉降傾角綜合測量儀。