铁路边坡防护网安全监测的光纤光栅传感技术研究
近年来，随着我国高速铁路干线的快速发展，为了保证铁路在山区事故高发地区行车安全，需要对危及高速列车运行安全的各类自然灾害及不明异物侵限等突发事件进行快速反应和及时处理。由此而生的铁路边坡监测系统就是现代化铁路运输系统中不可缺少的重要技术保障，而防护网安全监测就是其中十分重要的一环。
随着光纤光栅传感技术近年来在土木工程方面的成熟应用，基于其相关技术的铁路边坡防护网监测预警系统在保证铁路边坡防护网的减灾防灾效果的同时，又克服了传统电类监测预警系统的缺点，具有抗电磁干扰、使用寿命长、响应时间短、光纤光缆传输信号、传输距离远、可线路自检、不漏报误报、精确定位、集预警报警功能于一体等优点，能够对危害铁路运行安全的危岩落石以及异物侵限进行实时报警。
目前，在将光纤光栅传感技术利用在铁路边坡防护安全方面是国内外的研究热点。针对这一研究热点，本文以“成兰铁路典型地质灾害自动监测与预警技术研究”项目为背景，研究了用于防护网安全监测的几种传感器技术，并做了大量性能测试。同时将设计的部分传感器安装应用在现场的防护网冲击试验中，取得了初步的监测数据。文章主要研究内容如下:
1、介绍了近年来国内外在铁路边坡防护网监测预警技术上的研究进展与现状，总结了光纤光栅传感技术的传感原理、应用现状以及其独特的应用优势。
2、介绍了刚性防护网与柔性防护网的主要受力部件，对适配于防护网的各类传感器进行了设计。首先确定需要的传感器类型，根据各类防护网各种部件的特点，优化传感器的形状尺寸与封装方法，总结了传感器的安装方法，以适合牢固安装于防护网上。
3、在对不同类型的防护网施加不同级别的冲击荷载，得到了在防护网上不同部件不同监测点上传感器测试到的实时数据。通过试验数据重点分析了不同类型的防护网在最大防护能级下各监测点的响应变化规律与响应值的大小特征、并与相关文献中的理论模拟值进行了对比，分析了误差产生的原因。
4、监测预警方案确定。结合整个监测系统经济成本等因素，初步确定传感器种类、布点位置和数量等指标。并对后期整体监测预警系统的搭建提出一些可行性的想法。
光纤光栅传感;铁路边坡防护网;现场冲击试验;监测预警;安全监测
武汉理工大学
硕士
物理电子学
张东生
2013
中文
U298;TP212
75
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）