[1]马天鸽.基于光纤感测技术的城市轨道交通钢轨状态实时监测方法[J].机械与电子,2022,(02):50-54.
 MA Tiange.Real Time Monitoring Method of Rail Status of Urban Rail Transit Based on Optical Fiber Sensing Technology[J].Machinery & Electronics,2022,(02):50-54.
点击复制

基于光纤感测技术的城市轨道交通钢轨状态实时监测方法()
分享到:

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2022年02期
页码:
50-54
栏目:
自动控制与检测
出版日期:
2022-02-22

文章信息/Info

Title:
Real Time Monitoring Method of Rail Status of Urban Rail Transit Based on Optical Fiber Sensing Technology
文章编号:
1001-2257 ( 2022 ) 02-0050-05
作者:
马天鸽
北京市地铁运营有限公司线路分公司,北京 100082
Author(s):
MA Tiange
( Line Branch of Beijing Mass Transit Railway Operation Co. , Ltd. , Beijing 100082 , China )
关键词:
光纤感测技术城市轨道交通钢轨状态实时监测频带信号自适应转换
Keywords:
optical fiber sensing technology urban rail rail transit real time status monitoring band signal adaptive conversion
分类号:
U216.3
文献标志码:
A
摘要:
为了有效监测城市轨道交通钢轨实时状态,确保列车运行过程中轨道信号采集能力和交通运行安全,提出了基于光纤感测技术的城市轨道交通钢轨状态实时监测方法。通过光纤光栅传感器,对钢轨各个状态信号进行了连续采集,采用光栅解调仪全光谱扫描后,传送至监控模块接收状态信号。利用小波变换,对钢轨高频、低频时间和频率进行了细化处理。通过小波包分解转换后的信号,结合小波包能量谱,分析了该频带上的高频和低频信号。依据频带信号总能量的变化情况监测钢轨,并将监测后的数据存储至数据库,实现了城市轨道交通钢轨状态实时监测。测试结果表明,该方法的光学损耗低于 0.8% ,迟滞误差均低于 0.8% ,能够采集列车运行过程中的轨道的高频段和低频信号,有效分析异常能量变化位置。
Abstract:
In order to effectively monitor the real-time status of urban rail transit and ensure the rail signal acquisition ability and traffic safety during train operation , a real-time monitoring method of rail status of urban rail transit based on optical fiber sensing technology is proposed.Through various fiber grating sensors , each status signal of rail is continuously collected , and after full spectrum scanning by grating demodulator , it is transmitted to the monitoring module to receive the status signal.The time and frequency of rail high-frequency and low-frequency are refined by wavelet transform.The high-frequency and low-frequency signals in this band are analyzed by the conversed signal of wavelet packet decomposition and wavelet packet energy spectrum.The rail is monitored according to the change of total energy of band signal , and the monitored data is stored in the database to realize the real-time monitoring of rail status of urban rail transit.The test results show that the optical loss of this method is less than 0.8% , and the hysteresis error is less than 0.8%.It can collect the high-frequency and low-frequency signals of the rail during train operation , and effectively analyze the position of abnormal energy change.

参考文献/References:

[ 1 ] 李强 . 基于关联性模型的城市轨道交通综合监控系统设计[ J ] . 自动化与仪器仪表, 2019 ( 9 ): 63-66.

[ 2 ] 张俊岭,王子成,陈潇,等 . 基于相控阵的高速铁路钢轨超声探伤检测系统[ J ] . 中国机械工程,2019 , 30 ( 3 ):339-344.
[ 3 ] 霍继伟,刘泽,苗宇,等 . 基于 FPGA 的在线电磁钢轨探伤系统 [ J ] . 传感器与微系统,2019 , 38 ( 6 ): 89-91 , 95.
[ 4 ] 于晓东,赵玉良,刘志强,等 . 基于 IoT 传感器网络的实时钢轨检测系统[ J ] . 高技术通讯, 2020 , 30 ( 8 ): 853-860.
[ 5 ] 周长义,孙伟 . 基于声发射检测的钢轨断裂实时监测及定位方法研究[ J ] . 铁道科学与工程学报, 2020 , 17 ( 1 ):232-238.
[ 6 ] 蒋磊,张学智,王进,等 . 基于光纤布拉格光栅阵列的刀头磨损实时在线检测[ J ] . 光学学报, 2019 , 39 ( 12 ): 46-52.
[ 7 ] 金侠挺,王耀南,张辉,等 . 基于贝叶斯 CNN 和注意力网络的钢轨表面缺陷检测系统[ J ] . 自动化学报, 2019 ,45 ( 12 ): 2312-2327.
[ 8 ] 华路捷,谢谦,刘宠,等 . 城市轨道交通车辆实时监测与分析系统研究 [ J ] . 都市快轨交通, 2020 , 33 ( 1 ):134-138.
[ 9 ] 李思宇,李再帏,何越磊,等 . 无砟轨道监测数据信息管理系统的设计与实现[ J ] . 铁道标准设计, 2019 , 63 ( 9 ):28-33.
[ 10 ] 尹波润,文永蓬,尚慧琳 . 基于元胞自动机方法的地铁车轮磨损动态建模与仿真[ J ] . 机械工程学报, 2019 ,55 ( 2 ): 135-146.
[ 11 ] 高亮,周陈一,张东风,等 . 光纤光栅在轮轨作用力监测中的应用研究 [ J ] . 北京交通大学学报,2019 , 43( 1 ): 88-95.
[ 12 ] 李家印,郭文忠,李小燕,等 . 基于智能交通的隐私保护道路状态实时监测方案[ J ] . 通信学报, 2020 ,41( 7 ): 73-83.
[ 13 ] 张翠,陶渊,童杏林,等 . 基于全同弱光纤 Bragg 光栅阵列的铁路轨道监测系统 [ J ] . 红外与激光工程,2019 , 48 ( 6 ): 379-385.
[ 14 ] 戚文正,李优华,刘杰,等 . 城市轨道交通专用齿轮润滑油台架试验研究[ J ] . 润滑油, 2020 , 35 ( 2 ): 50-53.
[ 15 ] 李闯,刘孟廷,张增艳,等 . 同步辐射聚焦光束能量带宽的检测方法 [ J ] . 光学学报, 2020 , 40 ( 19 ):229-237.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2021-08-27
作者简介:马天鸽 ( 1986- ),女,河北保定人,硕士,工程师,研究方向为城市轨道线路工程。
更新日期/Last Update: 2022-03-03