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          DAS系统

          发布者:admin     作者:    来源:   发布时间:2016-09-09 11:24:30


            DAS系统简介

                     DAS系统是一种路旁集成监视设备,它是将普通光纤的线缆转变成成百上千个声波传感器的技术。可连续分布式实时获得光缆沿线任意一点周围的声音(微小振动),并具备监测多振动事件和精确定位。测量距离长达50km,空间分辨率可达5 m;可监测光纤周围40m以内的事件。DAS系统是经过几十年专注于激光和声纳研究基础上开发的成熟产品。

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           DAS系统原理、构成及主要优势

          (1)系统原理

                  DAS系统利用激光脉冲(laser light pules)和瑞利波后向反射(Rayleigh Backscratter)效应, 通过控制单元,经过信号处理,与数据库内不同类型模块比对,并快速查明产生扰动位置,采用相干光时域反射仪C-OTDR原理。
                  DAS系统通常采用高相干的脉冲光源,脉冲宽度区域内瑞利散射光信号之间会发生干涉,当外界振动导致相位发生变化时会使得该点的相干瑞利散射光信号强度发生变化,通过检测振动前后的瑞利散射光信号的强度变化(差分信号),即可实现分布式测量和多事件准确定位。

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          (2)系统构成

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           (3)主要优势

                  DAS系统适合于长距离、大范围和恶劣环境中探测,它与其他监测方式(如电子脉冲,红外、激光、微波对射,振动光缆等)相比,具有如下优势:
          I.连续、实时、非接触式测量(探测最长距离50km)
          II.无源驱动,现场无需供电和备用电源;
          III.检测和监测功能强大,适合多振动事件监测与准确定位;
          IV.灵敏度高,响应速度快;测量稳定可靠,误报率低;
          V.布设灵活,适应各种空间环境,并特别用于易燃、易爆、强电磁干扰等恶劣环境。易操作、易管理、易维护。
          VI.性价比高,平均每公里费用相对较低。
          VII.具备地震预报功能

           DAS系统应用范围及案例

                  英国OptaSense公司研发DAS系统已有50余个国家安装和调试, 但在中国轨道交通领域DAS技术和系统还未得到应用。

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          应用案例如下:

          (1)沙特高速铁路周界安防监控系统
             2016年1月由英国OptaSense公司研发DAS系统投入使用,其监测长度为1,000km,铺设在沙特高铁达曼和利雅得区段。这套光纤监测网络系统,具有监控列车运行和非法入侵(人员、动物)的功能。

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          (2) 2014年1月20日英国OptaSense公司与德国铁路DBNETZE公司签定了为期二年的合作协议,在德国福尔达至卡塞尔区段进行试验和比较,监测项目重点:动物入侵、落石、树倒、道岔密贴、列车状态(定位,完整性,种类,进站预告)等。现已证明:DAS系统具有智能型、自动定位、多事件监测的特点,与轨边点式传感器相比,可明显的降低设备和车轮更换费用。

          - 落石
                                    

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          - 列车的监控追踪:同时追踪两列列车的运动

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          - 列车的速度监控

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          (3)英国
           英国苏格兰Scotland Network Rail公司安装DAS系统,用于落石监控。

          (4)DAS系统车轮扁疤和断轨在美国TTCI中心试验
           2015年5月在美国TTCI试验现场进行钢轨断裂试验。断轨算法评估是基于科罗拉-普韦布洛多的高吨位环,且由FRA / AAR赞助。结果是与光纤水声探测系统(FODS)工作组共享。DAS系统已检测到断轨,而不是通过国家最先进的轨道电路。断轨定位在几米内,然后所有的断轨通过视觉检测确认了其准确位置,极低误报率正在生成。

          -断轨
          2015年5月在美国TTCI试验现场进行钢轨断裂试验;在试验中观察到的轨道有三种情况(断裂前,断裂时和断裂后)

           

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          -扁疤
          有清晰的数据分析和成熟的自动生成算法帮助识别车辆扁疤。

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          怀俄明州带疤痕货运列车
          CFAR-processed above, strike-formed below
          已处理的恒虚警率(CFAR)之上,强袭形态之下

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           DAS产品系列

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           结束语

                  中通胜安(北京)轨道交通科技有限公司为了更好地服务于中国铁路和城市轨道交通发展的需要,通过DAS系统的消化、吸收、创新和DAS技术的不断拓展,必将在轨道交通行业产生重大的现实和深远意义。现已形成适合不同监测目标的三大成熟产品系列---新型铁路周界安防报警系统,智能型基础设施安全监控系统,列车运行状态监控系统。车轮扁疤和断轨监测正在试验,适时推出。

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