卡尔曼滤波在光纤测温隧道火灾监测系统中的应用

公路隧道具有结构封闭且狭长的特殊性,隧道内的环境温度监测系统,需要在保证连续实时测量的同时,不引入额外风险。光纤测温技术具有测量连续实时、现场无需供电等优点,适合用于公路隧道的环境温度监测。所以对测温信号进行合理的处理和分析,提升监测的有效性,是需要重点研究的问题。文中采用卡尔曼滤波方法进行光纤测温系统的滤波降噪,并与现有方法进行比较,由实验结果可得,采用卡尔曼滤波方法的测温系统,其工作效果具有更好的实时性和灵敏度,可对高速公路隧道中的温度异常情况进行及时有效地反馈。     

高斯过程回归在光纤光栅隧道火灾测温系统中的应用

光纤光栅测温技术以其现场无源、灵敏稳定的特点,非常适用于隧道环境的火灾监测。光栅测温系统目前最常用的测温模型是通过二次曲线拟合得到,其形态固定,存在一定的误差。文中提出基于高斯过程回归方法的测温模型,能够更加恰当地描述光栅中心波长随温度变化的规律,具有更高的准确度。     

光纤光栅测温结合视频分析在公路隧道火灾监测中的应用

目前还没有一种火焰检测技术能够单独适应各种隧道火焰的监测。将光纤光栅测温技术和视频分析技术结合起来进行隧道火焰监测,能够在实现火焰场景可视化的同时,从温度变化、图像特征等角度综合判别火焰是否存在,保证了监测的有效性和稳定性。     

光纤光栅测温结合红外火焰探测器在公路隧道火灾监测中的应用

公路隧道结构封闭狭长、救援空间有限,因此公路隧道的火灾探测对系统的反应时间和准确率具有更高的要求.文中将光纤光栅测温技术和火焰探测器技术进行结合应用,更有利于高速公路隧道火灾的实时监测.使用光纤光栅作为温度传感器,能够快速探测到隧道环境温度的变化,且传感器结构稳定;而对于火灾初期范围较小的火焰,暂时未能引起环境温度的明...     

曲线寒区隧道保温层铺设长度计算方法研究

为探究隧道曲率对保温层设计以及隧道纵向温度场分布的影响,以河北延崇高速金家庄隧道为研究对象,采用理论推导、CFD模拟的方法探讨隧道曲率对寒区隧道温度场分布特征的影响,并推导出不同曲率下的隧道保温层铺设长度计算方法。研究结果表明:1)隧道的曲率造成了隧道内空气的非对称流动,进而造成隧道左右侧对流换热不对称,以及温度分布的不对称,且曲率越大,非对称现象越明显;2)隧道内外侧的边界层空气速度差异随曲率的增大而增大,由于离心力造成的偏移效应在隧道进洞深度150m处出现并迅速达到稳定;3)提出的保温层铺设长度计算公式考虑了曲率造成的隧道内温度非对称现象,可用于计算不同曲率隧道的保温层铺设长度。     

光纤光栅火灾报警系统在高速公路隧道中的应用

近年来,随着交通事业的快速发展,国内公路、铁路和城市交通隧道总里程迅速增加,特长公路隧道纪录被不断刷新,由此给隧道消防安全带来极大的挑战。国内外高速公路隧道火灾事故造成的危害已引起各国政府对隧道消防安全问题高度重视,因此,隧道内进行实时、准确的火情监测,对保障公共财产安全和人身安全具有十分重要的意义。     

液氮冻结技术在隧道工作井二次封堵水中的应用

为封堵工作井异常涌水涌砂缝隙,以某隧道新工作井液氮二次冻结封堵水工程为背景,基于液氮气化时剧烈吸热的原理,提出采用液氮土层冻结技术快速冻结封堵涌水的解决思路。研究在初期盐水冻结壁有缺陷存在条件下运用原有冻结管和新增冻结管液氮封水冻结,冻结帷幕形成和冻结孔布置参数的设计、施工流程以及冻结效果。得到以下结论:1)通过温度数据监测得出测温孔最低温度达-30℃;2)C4测温孔数据表明总体冻结壁发展半径超过原设计的0.54 m;3)C5测温孔数据表明,在距地面9.6m处土层温度已达到-10℃,冻结壁发展半径超过0.70 m;4)裂缝处冻结壁有效厚度达到0.85 m,槽壁内侧温度低于-4℃,且随着深度的加大接缝位置处平均冻结温度降低。     

光纤感测技术在轨道交通运营线路中的应用

为解决城市轨道交通工程在施工和后期运营过程中隧道差异沉降、结构变形、基坑渗水与失稳及周边建筑物变形等安全问题。依托宁波市轨道交通运1 号运营线,采用分布式光纤传感技术实现长距离隧道的管片变形和差异沉降监测,利用布拉格光纤光栅技术实现了隧道断面和结构变形自动化监测,结果显示监测段隧道变形较小,较为稳定。项目的成功实施,证明了光纤传感技术在轨道交通工程结构监测中的有效性,具有广泛的应用和推广价值。     

制冷型APD分布式拉曼光纤测温系统在厦门灌新路隧道中的应用

雪崩光电二极管(APD)的增益受温度影响严重。采用TEC制冷封装的APD很好地解决了温度对APD稳定工作的影响,避免了复杂的APD温度补偿工作。厦门灌新路隧道工程测试结果显示,在APD环境温度高达60℃情况下,能够满足温度精度±1℃的要求。该系统在隧道、地铁、电力等行业恶劣环境条件下具有良好的推广应用前景。     

光纤传感技术在城市地铁工程监测中的应用

以广州地铁五号线小北站工程为例,介绍光纤传感技术的基本原理及光纤传感监测系统的组成,阐述其在城市地铁工程监测的应用方法和监测成果,通过对温度、混凝土应变规律、钢筋应变计的监测结果分析,表明光纤传感器耐腐蚀,反应灵敏且数据稳定,能够细微地反映出各种变化,在地下工程监测中具有广阔的应用前景,但由于首次将光纤传感器应用在地下工程监测,还存在测点选择不典型、光纤传感器对应变和温度交叉感应、对测点保护不够等不足之处。     

现阶段隧道用光纤光栅火灾探测器的设计研究

光纤光栅作为探测器应用在工程场合,确保其在恶劣环境中使用的长期可靠性,就需要对探测器的封装进行研究。本文提出一种石英槽为集体封装结构的光纤光栅火灾探测器,进行模拟监测以及可靠性实验,测试结果表明,探测器温度线性度良好,温度相应速度快,可实现对隧道火灾精确、迅速地监测报警,并能长期稳定工作。     

光纤光栅传感器在高速公路隧道围岩变形实时监测中的应用

公路隧道工程的监测环境复杂,监测对象受到时空限制和施工环境制约,基于传统的机电测试技术的监测方法,很难实现远程实时动态监测。本文以张涿高速公路东马各庄隧道工程为背景,提出了一套关于隧道围岩动态实时监测所用光纤光栅传感器的选型、安装、调试的方法。对东马各庄隧道典型剖面的围岩位移、围岩压力和温度实现了远程动态实时监测。监测结果具有较好的稳定性,对类似工程具有很好的指导意义。     

大直径泥水盾构常压刀盘温度在线监测系统设计与应用———以杭州望江路过江隧道工程为例

在盾构施工过程中,刀盘温度的异常升高会导致刀盘磨损加剧,甚至造成刀盘变形,严重影响盾构施工及安全。为了实时监 测盾构刀盘温度,避免刀盘温度过高所带来的危害,以杭州市望江路过江隧道工程为依托,建立一套大直径泥水盾构常压刀盘温度 在线监测系统,结合无线传输技术,利用安装在刀盘背面的传感器收集刀盘温度数据,并对数据进行整理和分析。结果表明: 1)该 系统能避免信号屏蔽和泥水盾构掘进的干扰,长时间稳定监测刀盘温度; 2)盾构单环掘进时,刀盘温度呈周期性变化,与盾构工作 流程相匹配; 3)盾构连续掘进时,掘进产生的热量会在刀盘上稳定积累,使得刀盘温度曲线的峰值持续升高; 4)在刀盘温度异常升 高时,通过向刀盘注入分散剂,并观察刀盘温度变化,可以对刀盘形成泥饼和前方地质突变2 种情况进行区分。本文设计的刀盘温 度在线监测系统可以用于分析刀盘情况、判断地质变化和调节掘进参数。     

基于光纤温度传感的高速公路隧道机电设备监测

将光纤温度传感技术应用于高速公路隧道内机电设备的温度状态监测,具有安全实时的技术优势。为解决隧道内机电设备散热易触发系统误报的问题,优化温度监测系统的运行效果,对高速公路隧道内温度场特点进行分析,针对性地设计信号分析和异常事件识别判断方法。经过多次现场模拟异常升温测试和长期的运行核实检验效果表明,光纤温度传感系统能够对高速公路隧道内机电设备的异常升温和突发火灾等情况进行及时有效地监测和定位。     

基于光频域反射技术的破碎带盾构隧道管片监测研究

为探究盾构施工过程中不同地质条件与注浆作用对盾构隧道管片变形的影响规律,依托地质条件复杂的珠江三角洲某盾构隧道工程,采用在空间分辨率及传感精度方面具有显著优势的光频域反射（OFDR）分布式光纤传感技术,进行不同空间位置与不同地质条件下隧道管片的监测研究。其中,监测环选取位于破碎带外的1 529环、1 538环及破碎带内的1 551环,传感光纤沿隧道管片钢筋笼纵筋布设。研究表明： 1) 注浆对隧道管片的变形影响十分显著,同步注浆后管片发生的变形是二次注浆后管片变形的3倍。2) 不同地质条件下管片变形差异性明显,破碎带内管片相对于破碎带外管片的变形较大且不稳定; 当隧道管片进入到完整的岩层内部,管片变形相对稳定。3) 破碎带内的管片变形是破碎带外的管片变形的2.6倍。     

运营铁路隧道病害检测、监测、评估及整治技术发展现状

铁路隧道病害具有一定的发展过程，如何在隧道病害进一步恶化之前采用相关仪器设备进行有效检测和实时监测，并进行定量化的科学评估，是铁路隧道检测、监测和评估领域面临的问题与考验。通过在铁路隧道运营维护领域的多年探索和积累，总结当前运营铁路隧道检测、监测、评估及整治技术的发展现状，对运营铁路隧道的日常运维养修具有重要的参考意义。首先，通过对铁路隧道病害进行普查和调研，对运营期铁路隧道病害进行梳理；然后，利用由验收检测、周期检测、日常检测、重点监测构成的运营铁路隧道检测、监测体系，及时掌握运营铁路隧道的运营状态；此外，基于运营铁路隧道状态评估方法，实现隧道建筑物劣化状态的快速评定；最后，通过对铁路隧道病害类型的归纳和原因分析，总结出一套适用于运营铁路隧道的病害整治技术体系。     

冻结法在越江隧道修复工程中的应用

结合川气东送管道工程武汉长江盾构穿越工程冻结法修复隧道施工,对冻结盐水温度、冻土温度、地下水文孔水位等方面进行跟踪监测。通过对监测结果进行分析研究,获得冻结盐水温度、冻土温度、水文孔水位等变化规律,在此基础上提出隧道修复冻结施工的建议。     

某公路隧道支护结构力学研究

随着交通基础建设的发展,隧道在各级公路中出现的频率越来越多。隧道支护结构的力学特征直接影响到隧道的施工安全,支护结构不稳定可能导致隧道塌方灾害,造成人员伤亡、机械损坏、工期延误,形成不良的社会影响,所以研究隧道支护结构的稳定性是十分必要的。本文根据某公路改建隧道的工程地质情况,通过数值模拟研究隧道开挖过程中支护结构的力学特征,对隧道支护结构的施工具有一定的指导意义。     

基于Android平台的远程温度监测系统客户端设计

隧道温度场分析是研究寒区隧道冻害规律的关键,为了实现任何时间、任何地理位置条件下的实时远程温度监测,在GPRS远程温度监测的基础上开发出了一套基于Android平台的远程温度监测系统客户端软件。系统可以实现系统登录、用户管理、系统运行状况查看、历史曲线查看、实时监测数据查看和报表发送等功能。通过在东北季节性冻土区域隧道围岩温度场监测中的应用,表明应用本系统不仅降低了监测人员劳动强度和监测成本,也提高了监测水平。     

综合监测手段在营运高速公路隧道质量评估中的应用

监测是评估在建、营运公路隧道质量的重要方法,然而单一的监测方法只能反映隧道断面某一参数的变化特征,鉴于公路隧道断面大、结构受力的复杂性,采用综合监测方法对全面掌握衬砌的力学特征具有重要意义。以广昆高速公路CLD隧道LK124+510^+522区段为例,对该模衬砌的断面变形、二衬应力应变和衬砌裂缝宽度参数进行监测,以客观有效地评价该隧道的稳定性,为隧道养护工作提供指导。