許敏娟 周 宇

(1.昆明地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司,650021,昆明; 2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,201804,上?！蔚谝蛔髡?工程師)

基于光纖光柵技術(shù)的城市軌道交通基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)研究

許敏娟1周 宇2

(1.昆明地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司,650021,昆明; 2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,201804,上?！蔚谝蛔髡?工程師)

提出基于光纖光柵技術(shù)的軌道交通基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)方法,可實(shí)現(xiàn)大坡道、不同結(jié)構(gòu)物的在線、分布式連續(xù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。研發(fā)了軌道交通基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。該裝置能對(duì)沉降數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理,且實(shí)時(shí)顯示結(jié)果,并在沉降超限時(shí)報(bào)警;沉降監(jiān)測(cè)精度可達(dá)0.1 mm,超限誤報(bào)率小于1%;具有良好的穩(wěn)定性、監(jiān)測(cè)的連續(xù)性；通過(guò)沉降監(jiān)測(cè)可進(jìn)一步預(yù)測(cè)沉降發(fā)展趨勢(shì)。該裝置適合關(guān)鍵基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)地段的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),滿足運(yùn)營(yíng)中連續(xù)監(jiān)測(cè)的需求,并為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)維護(hù)提供參考依據(jù)。

城市軌道交通; 基礎(chǔ)沉降; 光纖光柵技術(shù); 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

城市軌道交通軌道及下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)保持較好的平順性、穩(wěn)定性和壽命。然而在頻繁的列車動(dòng)荷載作用下,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降,進(jìn)而引發(fā)軌道幾何不平順,進(jìn)一步惡化輪軌關(guān)系,增加城市軌道交通振動(dòng)噪聲,影響運(yùn)營(yíng)安全性與舒適度。對(duì)城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施沉降狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是進(jìn)行有效養(yǎng)護(hù)維修的關(guān)鍵。常用的沉降監(jiān)測(cè)方法(如沉降板、變形觀測(cè)樁等方法[1])主要適用于施工期間沉降測(cè)量,不適用于已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的線路。常規(guī)的電類傳感器普遍存在壽命短、易受環(huán)境影響、易受電磁干擾、不能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等缺點(diǎn)[2],其測(cè)量精度與使用條件受限。而人工沉降檢測(cè)的效率較低,檢測(cè)頻次有限,誤差較大,無(wú)法滿足運(yùn)營(yíng)線路在線監(jiān)測(cè)的要求[3-4]。

近年來(lái)光柵光纖技術(shù)以抗電磁干擾、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、靈敏度和測(cè)試精度高、耐久性強(qiáng)及可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外橋梁、堤壩、邊坡和隧道等工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方面廣泛應(yīng)用,均取得了很好的效果[5]。本文基于光纖光柵技術(shù),研究城市軌道交通軌道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，以昆明某軌道交通線路典型的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為監(jiān)測(cè)實(shí)例,設(shè)計(jì)沉降監(jiān)測(cè)方案,開(kāi)發(fā)沉降數(shù)據(jù)處理軟件,構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),從而研發(fā)了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)條件下城市軌道交通基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

1 沉降監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)原理

1.1 光纖光柵技術(shù)基本原理

光纖光柵是一種反射型濾波敏感器件。其原理是利用光纖材料的光敏性,通過(guò)紫外光曝光的方法將入射光相干場(chǎng)圖樣寫入光纖芯,并在光纖芯內(nèi)產(chǎn)生沿光纖芯軸向的折射率周期性變化,從而形成一種窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡,即永久性空間的相位光柵[5]。當(dāng)一束寬光譜光經(jīng)過(guò)光纖光柵時(shí),波長(zhǎng)滿足光纖光柵布拉格條件的光將發(fā)生反射,而其余波長(zhǎng)的光將發(fā)生透射(如圖1所示)。

注：λ——波長(zhǎng)；n光纖芯的折射率；D——光功率

圖1 光纖光柵原理示意圖

由圖1可以看出,光波通過(guò)光纖光柵傳感器后,反射波長(zhǎng)為:

λB=2neΛ

(1)

式中：

ne——光纖光柵的有效反射系數(shù);

Λ——光纖光柵的光柵周期。

由于當(dāng)光纖光柵傳感器檢測(cè)的物理量(如位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等)發(fā)生變化時(shí),反射波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生漂移[2-4,6],故通過(guò)對(duì)比標(biāo)定值即可得出所檢測(cè)物理量的變化值。在光纖彈性范圍內(nèi),基于反射波長(zhǎng)與檢測(cè)物理量線性關(guān)系可得

ΔλB=2neΔΛ+2ΔneΛ=

λB[(1-Pe)Δε+(α1+ξ)ΔT]=

KεΔε+KTΔT

(2)

式中：

Pe——光纖的彈塑性光學(xué)系數(shù)；

ξ——光柵傳感器的熱光學(xué)系數(shù)；

α1——光纖的線膨脹系數(shù);

Δε——物體中性軸上的應(yīng)變變化量；

ΔT——外部溫度變化量；

Kε——與應(yīng)變?chǔ)庞嘘P(guān)的應(yīng)變響應(yīng)系數(shù)；

KT——與溫度T有關(guān)的應(yīng)變響應(yīng)系數(shù)。

1.2 光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀沉降監(jiān)測(cè)原理

光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀主要由液體灌(筒體)、光纖光柵傳感器、連通水管、排氣管及安裝支座等組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及安裝示意圖如圖2所示。

圖2 光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀安裝圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1套靜力水準(zhǔn)設(shè)備至少需要2個(gè)及2個(gè)以上靜力水準(zhǔn)儀,包括1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀a(布置在不會(huì)有撓度變化,不會(huì)發(fā)生沉降的點(diǎn)位)和若干測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀b。各靜力水準(zhǔn)儀加入液體,并使液面高于量程的中間位置,然后通過(guò)連通管連接在一起?；谶B通器原理,當(dāng)被測(cè)點(diǎn)發(fā)生撓曲等變化時(shí),水準(zhǔn)儀b位置也會(huì)改變，進(jìn)而引起液筒的液面高度變化。液面位置變化過(guò)程如圖3所示。

圖3 靜力水準(zhǔn)儀工作原理

靜力水準(zhǔn)儀液面變化可通其過(guò)內(nèi)置液位浮球被光纖光柵傳感器識(shí)別。其反射波長(zhǎng)發(fā)生漂移后,飄移值通過(guò)光纖傳輸?shù)焦饫w光柵解調(diào)儀。通過(guò)式(2),將反射波長(zhǎng)信號(hào)經(jīng)解調(diào)儀解調(diào),并考慮溫度補(bǔ)償,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)值轉(zhuǎn)換，得到

H=[(λS1-λS10)/K1-(λS01-λS00)/

K0]-[(λT1-λT10)×1.6/K1-

(λT0-λT00)×1.6/K0]

(3)

式中：

H——待測(cè)點(diǎn)沉降量;

λS1——待測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中應(yīng)變計(jì)實(shí)測(cè)波長(zhǎng);

λS10——待測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中應(yīng)變計(jì)零點(diǎn)波長(zhǎng);

λS01——基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中應(yīng)變計(jì)實(shí)測(cè)波長(zhǎng);

λS00——基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中應(yīng)變計(jì)零點(diǎn)波長(zhǎng);

λT1——待測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中溫度計(jì)實(shí)測(cè)波長(zhǎng);

λT10——待測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中溫度計(jì)零點(diǎn)波長(zhǎng);

λT0——基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中溫度計(jì)實(shí)測(cè)波長(zhǎng);

λT00——基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀中溫度計(jì)零點(diǎn)波長(zhǎng);

K1——待測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)儀標(biāo)定系數(shù);

K0——基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀標(biāo)定系數(shù)。

1.3 長(zhǎng)距離連續(xù)監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)儀級(jí)聯(lián)原理

靜力水準(zhǔn)儀安裝時(shí)要求初始高程(相對(duì)基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)高程)相同。在線路縱斷面設(shè)計(jì)坡度變化較大的地段進(jìn)行長(zhǎng)里程連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí),靜力水準(zhǔn)儀安裝位置會(huì)因場(chǎng)地受限,需設(shè)置級(jí)聯(lián)傳感器以通過(guò)轉(zhuǎn)點(diǎn)法轉(zhuǎn)置來(lái)達(dá)到測(cè)試要求。水準(zhǔn)儀級(jí)聯(lián)原理如圖4所示。

圖4 不同高程處水準(zhǔn)儀級(jí)聯(lián)原理

圖4中A、B、C組水準(zhǔn)儀均用以連續(xù)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)距離基礎(chǔ)的沉降,且3組水準(zhǔn)儀均基于相同的基準(zhǔn)點(diǎn)。B組水準(zhǔn)儀所監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)高程高于A、C兩組。為保證各水準(zhǔn)儀初始液面高度要求,A、C兩組水準(zhǔn)儀可共用1個(gè)液體補(bǔ)給箱,而B(niǎo)組使用單獨(dú)液體補(bǔ)給箱;A、B組和B、C組之間采用級(jí)聯(lián)光纖光柵傳感器。通過(guò)級(jí)聯(lián)傳感器來(lái)抵消高程不同的影響,從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連續(xù)監(jiān)測(cè)。

2 監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與動(dòng)態(tài)監(jiān)控

2.1 不同結(jié)構(gòu)地段測(cè)點(diǎn)布置方案設(shè)計(jì)

為研究本監(jiān)測(cè)裝置在不同結(jié)構(gòu)、不同地段適用性及精確度,本次試驗(yàn)以昆明某軌道交通線路為監(jiān)測(cè)實(shí)例。試驗(yàn)段全長(zhǎng)300 m,包括40 m長(zhǎng)的圓形盾構(gòu)隧道、110 m長(zhǎng)的矩形明挖隧道和150 m長(zhǎng)的隧道-路基過(guò)渡段。試驗(yàn)段設(shè)計(jì)坡度為27.979‰,包括77 m長(zhǎng)的直線段、2 m長(zhǎng)的夾直線、60 m長(zhǎng)的緩和曲線,以及116 m且長(zhǎng)半徑為350 m的圓曲線和25 m長(zhǎng)且半徑為 4 000 m的圓曲線。

按照試驗(yàn)要求,將測(cè)點(diǎn)按間隔30 m布置,采用雙線測(cè)量,共布置11處測(cè)量斷面。其中，盾構(gòu)隧道區(qū)及矩形隧道區(qū)兩側(cè)各3處,過(guò)渡段U型槽區(qū)兩側(cè)5處。光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀的平面布置如圖5所示。

圖5 不同結(jié)構(gòu)區(qū)靜力水準(zhǔn)儀布置方案設(shè)計(jì)

由于盾構(gòu)隧道至過(guò)渡段雙線合攏,且兩隧道間有擋墻。為對(duì)比線路兩側(cè)基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)及雙線隧道單洞兩側(cè)沉降數(shù)據(jù),除在線路兩側(cè)墻壁處布置水準(zhǔn)儀外,在局部隧道的中間擋墻上也設(shè)置了沉降測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)共設(shè)置30個(gè)靜力水準(zhǔn)儀。各水準(zhǔn)儀之間按圖5以光纜連接,水準(zhǔn)儀中連通器的水管連接方式相同。為了對(duì)比上下行線路及單線左右側(cè)的沉降,在同一斷面處設(shè)置級(jí)聯(lián)傳感器進(jìn)行連接。由于試驗(yàn)段的線路設(shè)計(jì)坡度較大,故通過(guò)安裝縱向級(jí)聯(lián)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)整試驗(yàn)段的數(shù)據(jù)級(jí)聯(lián)。試驗(yàn)段縱斷面級(jí)聯(lián)傳感器布置如圖6所示。

沿線路縱向,同一高度處的靜力水準(zhǔn)儀通過(guò)液面刻度對(duì)比來(lái)計(jì)算沉降;不同高度處水準(zhǔn)儀之間通過(guò)縱向級(jí)聯(lián)傳感器及11通道解調(diào)儀來(lái)實(shí)現(xiàn)高度基準(zhǔn)校正,以保證沉降數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。本試驗(yàn)采用的靜力水準(zhǔn)儀均帶溫度測(cè)量。

圖6 試驗(yàn)段縱斷面級(jí)聯(lián)傳感器布置方案

由于本次試驗(yàn)主要關(guān)注觀測(cè)點(diǎn)之間相對(duì)沉降,而絕對(duì)沉降僅作為參考，因此,基準(zhǔn)參考點(diǎn)可選隧道基準(zhǔn)點(diǎn)或橋梁基準(zhǔn)點(diǎn)中任意一處,并設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)儀。另在車站配置1臺(tái)采集用工控機(jī)。

2.2 沉降數(shù)據(jù)處理及動(dòng)態(tài)監(jiān)控

由于監(jiān)測(cè)距離較長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)多且測(cè)量期長(zhǎng),故現(xiàn)場(chǎng)沉降數(shù)據(jù)繁多，沉降結(jié)果也需進(jìn)一步處理。而人工計(jì)算處理沉降結(jié)果不僅效率低,且存在超限警報(bào)遲滯。針對(duì)以上問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)配置了工控機(jī)服務(wù)器、VPN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及輔助設(shè)備,開(kāi)發(fā)沉降數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控應(yīng)用程序,以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)控功能。

如圖7所示，基于光纖光柵技術(shù)的軌道交通沉降數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用裝置(以下簡(jiǎn)為“沉降監(jiān)測(cè)裝置”)由服務(wù)器軟件和客戶端軟件通過(guò)VPN網(wǎng)絡(luò)連接組成。服務(wù)器軟件集成于現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)服務(wù)器內(nèi)部,負(fù)責(zé)接收解調(diào)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)和初步處理?？蛻舳塑浖捎诒O(jiān)測(cè)終端,負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)數(shù)據(jù),提供查詢及報(bào)警功能。

圖7 沉降監(jiān)測(cè)裝置示意圖

服務(wù)器軟件先對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(如降噪、消趨、平差及趨勢(shì)判斷)；隨后，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)沉降量,并將數(shù)據(jù)封包、本地備份；最后，通過(guò)VPN設(shè)備和3G設(shè)備將數(shù)據(jù)導(dǎo)至客戶端?？蛻舳塑浖邮諄?lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù),根據(jù)讀取結(jié)果繪制沉降曲線時(shí)域圖，并初步曲線擬合,同時(shí)還可遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、讀取數(shù)據(jù)、瀏覽歷史數(shù)據(jù)和發(fā)展規(guī)律趨勢(shì)、調(diào)整監(jiān)測(cè)參數(shù)，以及發(fā)出超限警報(bào)及發(fā)出設(shè)備故障警報(bào)?？蛻舳塑浖氖褂媒缑嫒鐖D8所示。

沉降監(jiān)測(cè)裝置客戶端軟件可記錄并顯示現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)傳感器的沉降量及更新時(shí)間,能實(shí)現(xiàn)一周7天晝夜不間斷連續(xù)性沉降監(jiān)測(cè),還能對(duì)沉降數(shù)據(jù)作自動(dòng)處理、存儲(chǔ)；可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)需要,對(duì)沉降的測(cè)量周期在5 s～24 h之間作調(diào)整,且測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送；可通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)等待時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳感器工作狀態(tài)監(jiān)測(cè);可設(shè)置沉降上下限值,并據(jù)此自動(dòng)評(píng)判沉降超限與否,同時(shí)將沉降超限及現(xiàn)場(chǎng)傳感器失效故障以警報(bào)形式標(biāo)記并通過(guò)無(wú)線傳輸通知工作人員。

圖8 沉降監(jiān)測(cè)裝置客戶端軟件使用界面

以昆明軌道交通現(xiàn)場(chǎng)某測(cè)點(diǎn)沉降為例,沉降監(jiān)測(cè)裝置設(shè)定了每1 min記錄一次沉降數(shù)據(jù)并長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。裝置自動(dòng)記錄并存儲(chǔ)每次沉降數(shù)據(jù)的更新時(shí)間、傳感器編號(hào)、累計(jì)沉降量和相對(duì)沉降量,并對(duì)記錄的沉降數(shù)據(jù)繪制時(shí)間-沉降值曲線(如圖9所示)。圖9中在350 min(即列車開(kāi)始運(yùn)營(yíng)的時(shí)刻)后出現(xiàn)較大波動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)布置的靜力水準(zhǔn)儀具有動(dòng)態(tài)測(cè)量的能力。當(dāng)列車通過(guò)時(shí),列車引起的基礎(chǔ)振動(dòng)帶動(dòng)水準(zhǔn)儀液面晃動(dòng),而液面壓力和高差的瞬間變化被內(nèi)部傳感器捕捉記錄;而當(dāng)列車通過(guò)之后水準(zhǔn)儀液面恢復(fù)平穩(wěn)時(shí),則所得沉降數(shù)值恢復(fù)正常。由于開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后列車反復(fù)通過(guò),因此沉降曲線會(huì)不斷出現(xiàn)幅值較大的波動(dòng)，且過(guò)后趨于平穩(wěn)。波動(dòng)與平穩(wěn)會(huì)交替循環(huán)。

圖9 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)沉降變化

沉降監(jiān)測(cè)裝置所得的沉降數(shù)據(jù)變化規(guī)律與城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況對(duì)應(yīng)。這說(shuō)明本裝置能夠?qū)壍澜煌ɑA(chǔ)結(jié)構(gòu)沉降進(jìn)行有效、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)維護(hù)提供參考依據(jù)。

3 結(jié)論

本文從關(guān)鍵技術(shù)、裝置組成、監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理應(yīng)用方面詳細(xì)介紹了基于光纖光柵技術(shù)的城市軌道交通基礎(chǔ)沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證,該裝置具有良好的適用性和推廣性。

(1) 該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)3個(gè)典型的城市軌道交通結(jié)構(gòu)物(盾構(gòu)隧道、矩形隧道、U型槽)及其過(guò)渡段在平面小半徑曲線地段的監(jiān)測(cè)。

(2) 該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同結(jié)構(gòu)物之間沿線路縱向相對(duì)沉降、同一結(jié)構(gòu)物沿線路縱向相對(duì)沉降、同一結(jié)構(gòu)物沿線路橫向側(cè)傾等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

(3) 該裝置具有良好的穩(wěn)定性，能夠滿足城市軌道交通現(xiàn)場(chǎng)惡劣條件要求,能防止如溫度、濕度、電磁、噪聲和振動(dòng)等因素的干擾。

(4) 該裝置保證了監(jiān)測(cè)連續(xù)性,可實(shí)現(xiàn)一周7天不間斷的連續(xù)測(cè)量。

(5) 該裝置采用級(jí)聯(lián)原理,能滿足長(zhǎng)距離和大坡道的測(cè)量及不同線路沉降的對(duì)比要求。

(6) 該裝置具有實(shí)時(shí)性與自動(dòng)處理功能，可調(diào)整對(duì)沉降的測(cè)量頻率,并實(shí)時(shí)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù);還可并行實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的收集、處理、存儲(chǔ)及傳送功能,并能對(duì)設(shè)備故障及沉降超限自動(dòng)評(píng)判報(bào)警。

(7) 該裝置可通過(guò)計(jì)算當(dāng)前沉降值，來(lái)預(yù)測(cè)沉降發(fā)展趨勢(shì),為軌道基礎(chǔ)維護(hù)提供參考。

(8) 該裝置監(jiān)控測(cè)量精度可達(dá)0.1 mm,超限報(bào)警誤報(bào)率小于1%，性能優(yōu)于人工測(cè)量。

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Real-time Monitoring System of Rail Transit Infrastructure Settlement Based on Fiber Bragg Grating Technology

XU Minjuan, ZHOU Yu

The real-time monitoring method of rail transit infrastructure settlement based on fiber bragg grating technology is proposed to realize the online, the distributed continuous-monitoring and the data wireless transmission on steep gradient and different structures of urban rail transit, on this basis, the rail transit infrastructure settlement real-time monitoring system is formed.The settlement data will be collected and processed automatically, the result be displayed in real time and alarmed when it is ultralimit.The precision of monitoring could reach 0.1mm and the false alarm rate is less than 1%. Results from field test show that the system has very fine stability and monitoring continuity, the settlement development tendency could also be predicted in the future. The system fits to long-term monitoring of the key infrastructure section and satisfies the requirements of continuous monitoring in urban rail transit operation, it could also provide references for the healthy maintenance of rail transit infrastructure.

urban rail transit; infrastructure settlement; fiber bragg grating technology; real-time monitoring

Kunming Rail Transit Operation Co.,Ltd.,650021,Kunming,China

TU 433: U 231

10.16037/j.1007-869x.2017.03.014

2015-07-21)