一种地铁隧道入侵监测预警系统以及方法技术方案

技术编号:45533867 阅读:23 留言:0更新日期:2025-06-13 17:34
本发明专利技术公开了一种地铁隧道入侵监测预警系统及方法,涉及地铁安全监测技术领域。系统包括振动监测模块、应力监测模块、信号分析单元、报警单元及数据库模块,振动监测模块采用分布式振动传感光缆实时采集隧道壁面振动信号;应力监测模块通过螺旋缠绕预埋的光纤光栅阵列监测隧道结构应力变化;信号分析单元通过小波包变换分解振动频带能量,结合滑动时间窗统计应力标准差,并利用动态时间规整算法与异常信号数据库进行多模态特征匹配;报警单元根据特征匹配度阈值或振动‑应力时空关联异常触发多级响应,联动列车限速控制。本发明专利技术解决单模态误报率高、无法解耦多源干扰及应力监测覆盖不足的难题,实现施工入侵事件的识别与预警,提升隧道结构安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地铁隧道安全监测,具体为一种地铁隧道入侵监测预警系统以及方法


技术介绍

1、随着城市轨道交通网络密度的快速提升,地铁隧道结构安全面临日益严峻的外部施工威胁。近年来,隧道周边非授权地下工程,如顶管穿越、基坑开挖等,引发的结构变形、渗漏水等事故频发,对地铁运营安全构成重大隐患。现有监测技术主要基于振动、应变等物理量的单维度感知,例如采用分布式光纤振动传感系统(dvs)进行振动异常事件检测,或通过电阻式应变片监测结构形变。然而,此类技术在实际应用中面临显著挑战:

2、一方面,隧道内部环境复杂,列车运行、设备启停等正常作业产生的振动信号与外部施工活动,如机械掘进、爆破的扰动信号在频域、时域上存在高度重叠,导致传统单模态传感系统难以有效区分特征;另一方面,城市地下空间开发中涌现出微型化、非爆破式新型施工工艺,如静压桩机、定向钻机,其产生的信号强度低、频带分布特殊,对现有监测算法的适应性和灵敏度提出了更高要求。此外,隧道结构损伤往往具有时空累积效应,需要多物理场数据的动态关联分析才能实现早期预警,而传统系统在数据融合与决策机制上存在明显短板本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述振动传感光缆沿隧道轴向分段固定,每段间隔5-10米,且相邻段的所述振动传感光缆通过光纤跳线器串联,形成分布式振动传感网络。

3.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述应力传感光缆以螺旋缠绕方式预埋于隧道混凝土结构的钢筋骨架中,且沿隧道纵向每20米-30米设置一个应力监测节点,每个所述应力监测节点配置独立的光纤光栅传感器。

4.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述信号分析单元包括:...

【技术特征摘要】

1.一种地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述振动传感光缆沿隧道轴向分段固定,每段间隔5-10米,且相邻段的所述振动传感光缆通过光纤跳线器串联,形成分布式振动传感网络。

3.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述应力传感光缆以螺旋缠绕方式预埋于隧道混凝土结构的钢筋骨架中,且沿隧道纵向每20米-30米设置一个应力监测节点,每个所述应力监测节点配置独立的光纤光栅传感器。

4.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其特征在于,所述信号分析单元包括:

5.根据权利要求1所述的地铁隧道入侵监测预警系统,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:林珊柏文锋罗海涛王一兆章利晖刘静
申请(专利权)人:广州地铁设计研究院股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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