基于光纤传感的高铁异物侵入监测系统研究与应用开题报告

 2021-08-14 01:56:00

1. 研究目的与意义(文献综述)

铁路是每个国家的基础设施,并且与国家的经济发展密切联系。目前,我国高速铁路迅速发展,行车速度已经达到了350km/h,尽管列车行驶速度加快,但是对于铁路的安全性和有效性的要求越来越高,以及对线路及运行环境的要求也越来越高。由于我国占地面积广阔,而且多为山区,地质复杂多变,因此在不良地质段易发生崩塌、滑坡、落石等灾害现象,因此,为了保证人们的人身安全以及财产安全,建立起安全可靠,行之有效的异物侵限监测系统是每一段高速铁路的需要。

纵观全球,可以发现国外较发达的国家已经在异物侵限监测这一技术领域进行了深入的研究和应用,并且他们的异物侵限监测技术一直处于领先位置。比如,由诸多岛屿组成的国家日本,日本多灾多难,经常发生地震,为了保证行车安全,日本铁路公司针对对这一问题进行了研究。新干线是日本的高速铁路系统,以"子弹列车"闻名,其于1964年10月1日东京奥运前夕开始通车营运,第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条投入商业营运的高速铁路系统。目前日本境内有8条新干线路线,均为纯客运服务,其中包含两条路线等级较低的"迷你新干线"。列车运行车速可达到每小时270或300公里,但在进行高速测试时,则曾创下每小时443公里的最高纪录(由955系(300x)在1996年时所创下)。它采用了cosmos新干线综合运输管理系统,在铁路沿线易发生异物侵限的位置安置监测设备,采集异物入侵的信息,并及时将信息发送回控制中心,是一个具有极高安全性的系统。通车以来,新干线上从未发生过由人为因素导致的铁路事故。新干线主要采用光缆式传感器监测异物侵限情况,通过判断各监测点的光信号的衰减情况来分析是否发生异物侵限。与日本类似的还有法国,法国处大陆板块连接处,因此也经常发生地震,法国地中海高速全线所有的上跨公路桥均安装了材质良好、经久耐用的金属防护网;有机动车通行的公跨铁公路桥还装设了金属防护栏。法国的防护监测报警网是由2根绝缘电线构成,简称为双电网。双电网安装在金属防护网的上部或金属防护栏外侧。除此之外,西班牙在隧道入口和高架公路处都装有金属防护网,以防止物品落入高速线路限界。金属防护网连接监测装置,当监测装置电网的一根线断开,继电器就会发出警报。测量点利用多通道音频传送系统,把信息传送至最近的车站或维护站。音频多通道传递系统采用2个不同的音频通信电缆来实现传送,用抗干扰的电子解调器来捕获信息,并把它传送至遥控系统。遥控系统通过通信综合网连接控制中心。当然,异物侵限监测技术一直处于领先位置的还有德国,由于德国高速铁路沿线的隧道非常多,因此隧道口的异物侵限监测成为整个铁路安全监测的重要部分。德国铁路的异物侵限监测系统也具有很高的安全性。它采用mas90防灾报警系统,可用于监测铁路沿线的设备状况、产生预估报告。

相比国外发达的高速铁路技术,我国的高速铁路异物侵限监测技术还不够成熟,由于高速铁路运行安全的研究刚起步,对于高速铁路异物侵限的研究较少,对异物侵限的系统构架和设备选型方面缺少理论研究成果,大部分地段都是选用安全网。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)研究设计的基本内容:

异物侵限监测系统是高速铁路防灾安全监测系统的重要组成部分之一,它主要应用于监控公路跨越铁路桥、隧道口、高速公路与铁路并行处、铁路正线线路穿越山区易发生崩塌、落石等可能出现异物侵限的地段。传统的轨道检测主要是依靠人力,这种方式虽然能够非常准确的检测到安全隐患,但是太过于浪费人力和财力,同时对于紧急事故反应也不够迅速。为了解决人力检测所带来的弊端,将光纤光栅传感器用于高速铁路异物侵限监测系统完全可行并且具有极大的发展前景。

(2)研究设计的目标

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3. 研究计划与安排

第1-4周:查阅相关文献资料,撰写开题报告;

第5-6周:论文开题;

第7-12周:撰写论文初稿;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]李家才.铁路入侵运动目标实时检测技术[a].长沙:中南大学,2013

[2]孙睿.光纤光栅在高速铁路异物限侵系统中的应用研究[a].长沙:兰州交通大学,2013

[3]吕华伟.光纤光栅在铁路防灾安全监控系统中的应用。铁路通信信号,2010,

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