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光纤振动传感技术用于南京大胜关长江大桥几秒内实现实时预警

发布日期:2021-10-13 07:31   来源:未知   阅读:

  南京大胜关长江大桥,是世界首座六线铁路大桥。这里是京沪高速铁路和沪汉蓉铁路的越江通道,两侧为南京地铁S3号线。如此交通要道,万一发生非法攀爬防护栏越界事件,后果不堪设想。

  就在几个月前,南京派光信息技术有限公司与中科院上海光机所合作,在大桥上铺设了分布式光纤探测与定位系统,可以几秒内实现实时预警,对全程监控范围突发事件进行定位,为应急处置提供准确的依据。

  就像人的“感知神经系统”一样,由上海光机所自主研发的“光纤振动传感技术”,可用于铁路、桥梁、油气管线和海底,通过连续监测对光纤沿线的外界扰动进行精确感知和精准定位,填补了国内空白。通过不同的模型识别,这一技术一般在几秒之内就可以实现预警,过去只能听到“有无动静”,如今可以听清楚“什么在动”“怎么动”。

  2016年11月,从金华到温州的高铁沿线发生了局域小型山体滑坡,正是这一光纤探测与定位系统第一时间发出了紧急报警。当应急维修人员半夜12点赶到,发现掉落的石头正好被网兜住了,再晚来一步可能就会有险情。

  上海光机所研究员叶青告诉记者,这一技术可以测量到光纤任意位置的被测量(振动、温度、应力)在时间和空间的信息分布,假设有人正在砸墙,就无需等到墙被砸出了洞才得知。目前,可以实现单机双通道80公里的安全监测,如果每一米等效一个传感器,相当于一根光纤集成了80000个传感器。

  如此“高精尖”的技术,其安装并不复杂。铺设在地下的光缆原本就有多条芯,只需占用其中一根即可。利用既有光缆,实现铁路沿线安全监测,亦属国际首创。

  光纤振动传感技术,是如何从上海的实验室走出去的?叶青介绍,这一技术发展成熟以后,不少企业找上门来洽谈合作。中国铁路上海局集团有限公司业务范围正好涵盖了长三角地区,计划先在这个区域做出口碑,再辐射全国。再加上高铁发展迅速,市场前景广阔,他们的技术正好有用武之地。于是,双方一拍即合。

  上海光机所、中国铁路上海局集团有限公司和南京派光信息技术有限公司,三家单位通过近3年的产学研合作,实现了从“核心科学技术研发产业化转化行业应用”全链条式过程,将分布式光纤传感技术成功应用到铁路沿线的安全监测中。

  团队先后承担了淮南线、金温高铁、宁芜线、京沪/沪蓉高铁大胜关大桥沿线光纤综合安全监测工程示范试验系统的建设,光纤应用里程达200公里,对铁路沿线光电缆断线、路基激扰(如机械/人工挖掘)、异常温升、山体滑移、堑坡落石、外部入侵等进行全天候实时监控和预警。

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