微结构光纤分布式传感系统在铁路安全监测中的应用研究（论文）.pdf

270 微结构光纤分布式传感系统在铁路 安全监测中的应用研究 唐建平 中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆 400700 摘要： 为研究微结构光纤分布式传感系统在铁路安全监测中的应用，通过设置无扰动、铁锤敲击对应节点、铁锤敲击 相邻节点及火车行驶等多种不同工况进行轨道振动信号检测试验。研究结果如下：无扰动、铁锤敲击对应节点、铁锤 敲击相邻节点3个工况下的试验结果表明，通过敲击不同节点，能够有效获得铁轨损伤区段及损伤情况；在火车行驶条 件下，考虑时间、节点位置可以获得振动信号的三维时空分布图，并根据信号的峰值强度及衰减速率能够判断对应节 点的损伤发育程度。 关键词： 微结构光纤；分布式传感系统；损伤检测；铁路安全 中图分类号： U213.4 ＋3 文献标志码： A 文章编号： 1004-1001(2020)02 -0270 -03 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2020.02.043 Research on Application of Microstructural Optical Fiber Distributed Sensing System in Railway Safety Monitoring TANG Jianping China Railway 18th Bureau Group Tunnel Engineering Co., Ltd., Chongqing 400700, China Abstract: In order to study the application of microstructural optical fiber distributed sensing system in railway safety monitoring, the track vibration signal detection tests are carried out under various working conditions, such as no disturbance, hammer striking corresponding nodes, hammer striking adjacent nodes and train running. The research results are as follows: the test results under the three working conditions of no disturbance, hammer striking the corresponding node and hammer striking the adjacent node show that by striking the different nodes, the rail damage section and damage situation can be effectively obtained. Under the condition of train running, considering the time and node position, the three- dimensional space-time distribution of vibration signal can be obtained, and the damage development degree of corresponding node can be judged according to the peak intensity and attenuation rate of signal. Keywords: microstructural optical fiber; distributed sensing system; damage detection; railway safety 科学研究 SCIENTIFIC RESEARCH 484石龙北桥为检测实例，提出通过理论计算与实桥监测相 结合的检测对策。 刘瑞等 [8]研究设计了一种带有2 种检测模式的磁记忆检 测系统，并针对不同检测条件，设计了不同的检测方案， 分别进行了低速或者静止状态下及高速巡检状态下对铁轨 缺陷的检测，得出该系统能够精确检测铁路轨道损伤的结 论，具有良好的应用前景。 管京周等 [9]介绍了铁质材料（铁轨）因长期超负荷运 行导致内部产生裂纹或损伤的检测方法，并进一步设计了 基于虚拟仪器的铁轨损伤检测系统，该系统不仅实现了单 PC对多条铁轨同时进行损伤检测的技术效果，还获得了良 好的检测精度，具有高度可靠性。 徐锡江等 [10]基于分布式光纤传感技术，提出其在严寒 地区特殊的地理环境条件下，在高速铁路无砟轨道的损伤 检测方面的应用前景，并进一步建立了铁路轨道全寿命周 期的安全监测系统，为严寒地区铁路轨道系统的长期安全 运营提供了技术支撑。 我国人口数量多、流动大，铁路运输责任重，但部分 铁路建成年代久远，因此铁轨易出现内部裂