光纤传感技术在铁路中的应用

光纤传感技术是当前传感器领域研究方向。介绍光纤传感技术在监测路基沉降、边坡滑坡、轨道温度、轨道不平顺、轨道振动、道岔密贴、接触网温度、桥梁隧道结构状态、车体倾斜（载重）、车体状态（应力、振动、温度）、列车防撞预警及安全防护、列车装载超高与超宽和底部超限等方面的实际应用现状,分析总结其技术特点。光纤传感技术凭借自身优点和多参数监测能力,在铁路行业监测领域应用前景广阔。     

光纤光栅传感技术用于铁路边坡滑动监测的试验研究

通过室内试验及现场测试研究了光纤光栅传感技术在铁路边坡滑动监测中的应用。室内试验及现场测试结果表明,可通过求解光纤光栅测斜仪同一高度上2个测点的波长差值,从而计算出该点的变形值。光纤光栅测斜仪对不同位置、大小的位移反应灵敏,测试数据与普通测斜仪测试结果一致,可用于铁路边坡滑动位移的长期监测。     

光纤传感智能监测系统在复杂基坑工程中的应用研究

光纤传感智能监测系统是基于光纤光栅传感技术、虚拟仪器技术和阿里云平台,针对复杂深基坑工程施工的智能化安全管控系统。通过光纤传感智能监测系统在北京新机场城际铁路联络线明挖隧道深基坑工程中的应用,阐述了深基坑开挖支护过程中的监测指标、监测元器件和监测实施过程;通过实施过程中的在线实时监测数据分析,总结了基坑开挖、支护过程中施工对基坑边坡稳定性的影响,分析了邻近支撑安拆对钢支撑轴力及基坑顶部和底部水平位移的影响。结果表明:在基坑开挖时,施工扰动对基坑边坡变形有一定的影响;每道支撑对邻近支撑的支撑轴力影响明显;光纤传感智能监测系统能够提供准确、及时、可靠的监测数据,为深基坑的安全施工提供保障。     

高速列车轮轨检测和监测方法综述

随着高铁技术的快速发展,无损检测(NDT)技术已被广泛研究并应用于铁路系统,以保证列车安全运行和乘坐舒适度。结构健康监测(SHM)作为NDT技术的发展,可实现列车运行过程中铁路系统状态的实时评估,对高速铁路的运营和发展具有重要作用。文章首先综述NDT技术在列车车轮及轨道上的应用,然后介绍基于光纤传感器、压电传感器等新型传感器的SHM在高速铁路列车及结构上的应用,最后针对新交通时代的特点,从传感精度及效率两方面介绍无线传感、压缩感知以及数据驱动等前沿研究方向。     

铁路应用光纤技术的新发展

铁路的快速发展对通信系统提出了更高的要求,大容量、抗干扰、高速率的光通信系统必将成为铁路通信系统的骨干。主要叙述除铁路光缆干线长途通信之外的光通信应用,包括列车定位追踪系统的光纤传感技术、融入铁路无线移动网络的光纤无线技术和铁路系统应用无线光纤技术的前景,并提出以标准化工作为先导,推进光纤技术在我国铁路中的应用。     

光纤光栅传感器在铁路领域的研究与应用

概述了光纤Bragg光栅传感原理，介绍了目前光纤光栅传感器在国内外铁路领域中的研究与应用情况，分析了光纤光栅测试技术在铁路领域的潜在应用及发展前景。     

基于长标距分布式布拉格光纤光栅(FBG)传感的地铁基坑施工监测

以无锡地铁河埒口站基坑监测为例,研究了长标距FBG光纤传感技术在地铁基坑施工应变及变形监测中的应用,并结合现场施工情况对监测数据进行分析.结果表明,分布式布设光纤传感器可较准确地监测地下连续墙在开挖过程中的水平变形,并能对周边建(构)筑物的变形状态及安全状态进行有效监控.在施工过程中可根据监测结果,适当调整施工参数,为安全生产提供保障,并确保后续安全顺利施工.     

物联网在高速铁路灾害监测领域应用现状及前景分析

在对高速铁路灾害监测系统中物联网技术应用情况调研的基础上，分析RFID、无线传感网、智能传感等物联网技术在设备管理、大风报警信息自动处置、铁路崩塌落石及异物侵限监测中的应用前景，提出物联网技术在灾害监测系统设备状态监测、异物侵限监测、车地无线传输等方面的应用场景。     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节。为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统。系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警。目前,研究成果已在宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥中部署应用,为铁路工务部门养护维修提供依据。     

状态监测维修的发展动向及铁路应用

在劳动力不断减少的社会背景下,随着传感、诊断技术的发展以及人工智能(AI)和ICT信息化技术的应用,铁路维保技术正朝着状态监测方向发展,以提高维保的精准性和工作效率。说明了状态监测维修的想法,考察了今后的发展方向,并介绍了铁路总研车辆分部在这方面的技术开发成果。     

分布式光纤传感技术在接触网附加导线的应用

接触网结构复杂且无备用,是牵引供电系统中较为薄弱的环节,对其进行在线监测能够及时发现故障、防止事故升级,是提高列车运行安全的有效方法。本文论述了光纤传感技术在接触网附加导线的应用,其原理是将光纤植入接触网附加导线内,以光纤作为介质基于分布式光纤传感技术对沿光纤敷设范围内的接触网进行监测,具有监测实时性好、灵敏度高、室外无源、监测距离长等优势,应用前景良好。     

特殊区段轨道变形监测系统研制与应用

针对铁路线路特殊区段发生地质灾害造成的轨道变形，基于分布式光纤传感、倾角测量、视频监控、继电器控制、计算机网络等关键技术，研制了一套由现场监测设备、报警联动模块、监测报警管理系统三部分组成的轨道变形监测系统。选取一铁路隧道典型线路区段开展应用，结果表明：该系统可准确识别轨道横向突变、道床板裂缝、左右轨高差等情况，及时发布报警信息并控停列车，有效保障铁路运营安全，为轨道结构长期健康监测相关工作提供参考。     

宜万铁路边坡危岩落石监测光纤光栅传感技术研究与应用

以宜万铁路五爪观隧道口边坡危岩落石监测项目的实施为背景,利用光纤光栅传感特有的技术优点,研发了一种边坡危岩落石实时监测报警系统,该系统可有效提高铁路边坡防护工程的减灾防灾效果。     

基于光纤传感技术的钢轨变形监测可行性研究

光纤传感技术与传统的电类、机械类传感技术相比,具有抗电磁干扰能力强、使用方便、易维护等优点。本文探讨其应用于钢轨变形监测的可行性。首先,将两相邻弹性扣件之间钢轨受力形式简化为简支梁,通过理论分析得出钢轨中间点断面同一高度处应变与位移之间的关系;然后将分布式光纤和光栅传感器布设在钢轨简支梁上,通过试验测试数据得到位移与应变的关系,并分析了由应变推算钢轨变形的计算误差。研究结果表明:光纤传感技术在钢轨变形监测上是可行的;光栅传感器测量精度较分布式光纤精度高。研究结果为光纤传感技术在钢轨变形监测中的应用提供了技术支撑。     

光纤光栅在铁路防灾安全监控系统中的应用

介绍了光纤光栅异物侵限监测报警系统的技术特点,重点介绍该系统在铁路防灾安全监控工程中的应用及优越性。     

基于光纤传感技术的德国铁路数字孪生

德国铁路股份公司（DB）目前正在研究应用光纤传感、数字孪生等技术来提高德国铁路线网的运输能力,并为列车移动闭塞运营及铁路基础设施智能维护提供支持。文章将介绍DBNetz与其合作伙伴联合开展的FOSSIL4.0研究项目,该项目旨在发掘光纤传感（FOS）技术潜在用途和功能,以替代传统无源传感器提供所需数据,为铁路数字孪生打造新的、更精确灵敏的神经系统。     

基于分布式光纤传感的轨道板上拱监测技术研究

为主动管控轨道板上拱病害,依据分布式光纤传感技术特点,从光纤布设、监测设备、监测系统集成等方面,提出了轨道板上拱监测技术方案,并通过实尺模型试验验证了方案的可行性。试验结果表明:在模拟轨道板上拱的过程中,光纤的对应点位信号变化显著;圆形光缆应变波形稳定,能更好地满足方案设计要求;轨道板上拱位移与光纤应变测量结果存在线性关系,拟合推算的上拱位移误差较小,为后期投入现场运营提供了支撑。     

铁路路基沉降病害监测技术研究

研究目的:随着高速及重载铁路的发展,路基沉降已成为列车运营安全控制要素,大量路基病害均与此有关。本文通过铁路路基沉降病害特征、作用机理及沉降预测方法的研究,并对传统路基监测方法和三种新型路基沉降监测方法(车载探地雷达监测技术、合成孔径雷达干涉技术和分布式布里渊光纤传感技术)进行分析,为铁路路基沉降病害监测提供参考。研究结论:(1)铁路路基沉降主要来自路基本体和地基两个方面,是在多种因素共同作用下产生的;(2)沉降预测方法主要是基于已有的监测数据,并处于不断发展的过程中;(3)传统的监测方法已不满足高效、无损、实时的现代监测要求,新型监测方法基本满足要求,但仍存在一定的局限性;(4)在铁路路基沉降监测方面,有向分布式光纤传感监测技术发展的趋势。     

一种新型铁路路基沉降监测技术探讨

介绍了一种新型的铁路路基沉降监测技术--分布式布里渊光纤传感技术.探讨了其基本原理,阐述了该技术实际应用中光缆的选型、参数率定、铺设及注意事项,并对该技术的应用前景进行了展望,可为铁路建设提供重要的技术支持.     

应用光纤光栅传感技术监测铁路钢桥螺栓断裂脱落的模型试验研究

为控制铁路钢桥高强度螺栓断裂脱落造成的铁路运营安全隐患,提出了一种基于光纤光栅传感技术的螺栓断裂脱落监测方法。从螺栓断裂脱落监测和防护2方面入手,设计了针对联结节点螺栓群的防护装置,避免断裂螺栓脱落侵入线路。以断裂螺栓部件冲击防护装置产生的应变作为脱落损伤标识量,利用布置于钢桁梁上的光纤光栅传感器测量应变,根据应变的变化确定螺栓断裂脱落情况。通过制作钢桥横联联结节点模型开展了螺栓断裂脱落监测试验,试验结果表明,该方法能够有效监测螺栓断裂脱落的时间、数量及位置信息,初步验证了应用于螺栓断裂脱落监测的可行性,为工程应用奠定了基础。