Телекоммуникация
Телекоммуникация
Главная \ Решения \ Прочее \ Волоконно-оптическая система предупреждения опасных оползневых процессов вблизи ж/д полотна

Прочее

« Назад

Волоконно-оптическая система предупреждения опасных оползневых процессов вблизи ж/д полотна  25.03.2021 14:20

Общее описание системы мониторинга

Волоконно-оптическая система сигнализации состояния объектов инфраструктуры (ВОСС СОИ) состоит из 3-х основных компонентов: анализатор, протяженный (непрерывный) волоконно-оптический сенсор и специализированное программное обеспечение (см. рис.1).

Рисунок 1 – Элементы системы мониторинга: А) стойка или шкаф с измерительным анализатором и вспомогательным оборудованием; Б) волоконно-оптический сенсор; В) специализированное программное обеспечение

Для решения задач мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры наибольшее применение находят технологии, основанные на эффектах рассеяния Мандельштама-Бриллюэна и Рэлея. Принцип действия данных технологий основан на регистрации обратного рассеяния света в оптическом волокне сенсора при прохождении через него оптического импульса и измерения интенсивности или частоты этого излучения. Физические воздействия на волокно, такие как температура, деформация, вибрации и акустические колебания, локально изменяют характеристики пропускания света и, как следствие, приводят к изменению характеристик сигнала обратного рассеяния. Для измерений, основанных на регистрации сдвига частот вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ), возникающего в распределенных волоконно-оптических сенсорах при деформационных и температурных воздействиях на них, применяется оптический импульсный спектроанализатор. К одному анализатору может быть подключено до 20 участков мониторинга по топологии типа «звезда», каждый такой участок может быть протяженностью до 80 км (160 км между анализаторами). При реализации метода измерений с использованием Рэлеевского рассеяния применяется виброакустический анализатор, принцип работы которого основан на фазовой чувствительности волоконно-оптического кабеля к внешним акустическим и вибрационным воздействиям. Диапазон действия такого анализатора при двустороннем подключении составляет 80 км (40 км в каждую сторону). При использовании внешнего оптического переключателя число подключаемых сенсоров может быть увеличено до 8.

Сенсор представляет собой специальный волоконно-оптический кабель, который в зависимости от конструкции (способа фиксации и защиты оптического волокна) может быть чувствителен к температуре и/или деформации, а также акустическим и вибрационным воздействиям. При этом сенсор является полностью пассивным устройством, не требующим электропитания. Он подключается к анализатору либо петлей, либо с одного конца и размещается вдоль всего контролируемого участка. 

Программное обеспечение (ПО) является собственной разработкой, в его основе лежат алгоритмы, разработанные с учетом передового отечественного и международного опыта. ПО имеет клиент-серверную модульную архитектуру, что позволяет в кратчайшие сроки адаптировать его под нужды заказчика.  Аналитические модули в зависимости от решаемой задачи позволяют оценивать текущее состояние и строить прогнозы для контролируемого объекта. Модульная структура ПО позволяет использовать его как отдельно, так и в качестве подсистем в автоматизированных системах управления заказчика.

Необходимость мониторинга

Ежегодно на железных дорогах происходят случаи критических деформаций ж/д полотна. Такие деформации могут становиться причинами аварий с порчей подвижного состава и ж/д полотна, близлежащих к месту аварии сооружений, перевозимых грузов, причиной загрязнений водоемов и почвы транспортируемыми химическими продуктами, сбое в расписании движения поездов и т.д.

Для обеспечения требуемой надежности функционирования системы ж/д перевозок необходимо в системе организации ж/д движения иметь подсистему постоянного мониторинга состояния ж/д полотна на критических участках дороги, таких как мосты, туннели, участки в районах оползней, обвалов, почвах, подверженных эрозии и карстово-суффозионным процессам.

Такой мониторинг позволяет:

  • Проводить своевременные мероприятия по усилению и ремонту ж/д полотна там, где это необходимо;
  • Делать прогнозные оценки по динамике поведения ж/д полотна при дальнейшей эксплуатации;
  • Анализируя статистику поведения ж/д полотна в различных условиях (тип почвы, состав балласта, интенсивность нагрузок и т.д.), оптимизировать вновь строящиеся и реконструируемые объекты дорожного строительства с учетом накопленного опыта.

Периодический мониторинг должен иметь место и для подвижного состава. Все вышесказанное становится еще более актуальным для новых высокоскоростных ж/д маршрутов, при эксплуатации которых допуски и отклонения ж/д полотна и составов от нормативных значений должны быть сведены к минимуму.

Установленная на железной дороге, ВОСС СОИ в режиме реального времени может обеспечивать решение следующих задач:

  • Мониторинг карстоопасных участков;
  • Мониторинг оползнеопасных участков;
  • Мониторинг земляного полотна ж/д пути (сигнализация подвижек и температурных изменений грунтового основания железных дорог в режиме реального времени);
  • сигнализация пролетов мостовых сооружений;
  • Виброакустический мониторинг.

Характеристики ВОСС СОИ:

  • Малое время срабатывания – от 5 минут;
  • Точность определения деформации – 2,0 м;
  • Точность определения вертикального смещения грунта – от 5 мм;
  • Точность определения продольного смещения грунта – 0,1 мм;
  • Точность определения температуры грунта – от 1°С.

Обнаружение и контроль опасных подвижек грунта и оползней

На склоновых участках опасными являются оползневые процессы, которые могут привести к повреждениям и разрушениям железнодорожного полотна.

Чтобы иметь возможность заблаговременно прогнозировать развитие опасных грунтовых процессов и, как следствие, иметь возможность предпринимать упреждающие профилактические меры, опасные участки железнодорожного пути могут быть оснащены ВОСС СОИ. В этом случае в земляное полотно пути закладываются сенсоры деформации и температуры. Сенсор температуры позволяет осуществлять контроль температуры грунта (особенно важно при сезонных процессах протаивания/пучения грунтов) и наличия влаги в грунте (самая ранняя стадия развития негативных процессов). Сенсор деформации позволяет осуществлять контроль подвижек грунта (следующая стадия развития негативного процесса). Фронт оползня контролируется сенсором деформации в составе ВОСС СОИ, проложенным в траншее по предполагаемой границе оползневого участка, представляющего угрозу безопасности движения.

a9

Контроль температуры грунта в основании железнодорожного полотна

Для железной дороги, проходящей в зоне многолетнемерзлых грунтов (ММГ) важно знать температуру грунтов в основании железнодорожного полотна. Особенно важно контролировать интервал температур от – 3°С до 0°С, в котором происходит растепление грунта и его переход из состояния ММГ в состояние термокарст, сопровождающийся резким падением несущей способности грунта. В процессе обратного перехода при смерзании возможны процессы пучения грунтов. Контроль температуры грунта позволяет делать ранние оценки (раннее прогнозирование) поведения поддерживающих ж/д полотно грунтов и поведения самого полотна, и, в случае высокой степени опасности наблюдаемых и прогнозируемых негативных процессов, принимать превентивные меры. В данном случае ВОСС СОИ позволяет:

  • Заблаговременно выявлять деградации (растепления) ММГ;
  • Определять местоположение участков ж/д пути с деградацией ММГ;
  • Определять профиль распределения температуры в вертикальной плоскости на критических участках;
  • Оценивать скорость деградации ММГ;
  • Формировать аварийные сообщения при выявлении случаев растепления.

Мониторинг карстово-суффозионных процессов

Чрезвычайно важным фактором контроля состояния железнодорожного полотна является состояние поддерживающего его грунта. Основная причина возможных подвижек грунтового основания полотна железнодорожного пути связана с проникновением в него воды, в результате чего грунт может терять несущую способность (некоторые типы грунта во влажном состоянии становятся не связанными), проседать с образованием карстовых пустот (за счет растворения минералов) или проседать в результате воздействия процесса суффозии (вымывания почвы) и т.д.

Для контроля таких опасных геологических явлений, как карстообразование, суффозия, поверхностная эрозия грунта, процесс разжижения грунта (например, вследствие вибрации) разработана контрольно–оповестительная система для карстоопасных участков железнодорожного пути (КОС). Регистрируя возникновения опасных процессов на раннем этапе их развития, система позволяет оценить скорость образования того или иного явления и оценить срок, при котором данное явление окажет влияние на состояние верхнего строения пути.

a10

Виброакустическая система мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры

Виброакустическая система мониторинга «ВОЛНА-АЛЬФА», созданная на основе эффекта Рэлея, позволяет решать не менее важные задачи по обеспечению безопасности на объектах железнодорожной инфраструктуры. Речь идет о контроле прохождения составов в местах нерегулируемых переездов и в других отдаленных для доступа людей местах, об интервальном регулировании движения поездов и т.д. 

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

  • Периметральная охрана объектов инфраструктуры (депо, ремонтные базы и т.д.);
  • Контроль несанкционированного доступа к ж/д полотну (зона отчуждения высокоскоростного движения);
  • Контроль несанкционированного доступа к кабельной инфраструктуре;

Мониторинг положения подвижного состава:

  • Координаты поезда;
  • Скорость состава;
  • Длина состава;
  • Количество осей.

Обнаружение нештатных ситуаций:

  • Сход тележки.


В НАЛИЧИИ
Анализатор транспортных сетей модульный Anritsu MT1000A (В НАЛИЧИИ)
Анализатор транспортных сетей модульный Anritsu MT1000A (В НАЛИЧИИ)
Высокоскоростной 10G транспортный анализатор Anritsu MT1000A​. Универсальное устройство для тестирования транспортных сетей, предназначенное для технических специалистов, которые развертывают и сопровождают телекоммуникационные сети мобильного и фиксированного доступа, а также metro-сети, поддержка OTN и базовые сети, Ethernet, SDH/SONET, Fibre Channel, тесты G.8201, M.2401, O.182, Y.1564, G.826x, IEEE 1588 v2. Два порта, OC/STM, XFP/SFP/SFP+, TCP/UDP test, MPLS, BER.
 
Анализатор пакетных транспортных сетей Anritsu MT1000A Network Master Pro: новый японский продукт осени 2014. Сенсорный экран 9", время автономной работы до 6 часов, вес 2.7 кг.
 
Единственный прибор для глубокого анализа и тестирования конвергентных пакетных оптических решений с возможностью выделения низкоуровневых пакетов и составляющих потока, выявления ошибок и аварий в сети (G.8201 и M.2401).

Отвечает современным требованиям операторов, внедряющих OTN, MPLS-TP, 10/100G, при этом поддерживая тестирование устоявшихся стандартов SDH/PDH, как встроенного в OTN, так и в отдельных каналах
Анализ ядра сети CORE, METRO. магистральных, региональных, пограничных узлов; тестирование городских сетей и сетей доступа.
 
2 независимых интерфейса с возможностью установки XPF/SFP/SFP+ трансиверов.
Рефлектометр Anritsu MT9083B2-056 1310/1490/1550нм, 42/41/41 дБ (В НАЛИЧИИ)
Рефлектометр Anritsu MT9083B2-056 1310/1490/1550нм, 42/41/41 дБ (В НАЛИЧИИ)

OTDR, оптический измеритель мощности, источник видимого света встроены в компактный, легкий MT9083B2-056, позволяя решать разнообразные задачи от по- иска неоднородностей в оптических волокнах до оценки показателей QoS при диагностировании FTTx с помощью одного прибора.

MT9083B2: Высокопроизводительный OTDR, расширенный диапазон с поддержкой 1x64 PON, до 42 дБ;.

ОСОБЕННОСТИ

  • Прибор готов к работе через 15 секунд;
  • Высокое разрешение и широкий динамический диапазон гарантируют быструю и полную оценку волокна;
  • Большой 7” экран повышенной яркости для простоты просмотра результатов внутри и вне помещения;
  • Тестирование множества длин волн в одном приборе – одномодовый, многомодовый режим или оба;
  • Уникальное тестирование активных волокон без установки внешних фильтров;
  • Новая фукнция, предлагающая графический сводный отчет и отчет в формате PDF;
  • Проверка качества разъемов с использованием дополнительной опции видеомикроскопа;
  • Функция защиты с помощью пароля для важных файлов во внутренней памяти;
Новые двухпортовые ВАЦ ShockLine™ ME7868A с USB-подключением позволяют передавать синхронизированные по фазе измерения на расстояния до 100 метров

Компания Anritsu объявила о начале продаж анализатора Network Master Pro MT1040A, разработанного для использования в сетях 400G. Новая модель анализатора с питанием от батареи, предназначенная для проведения измерений в сетях 400G Ethernet, поддерживает прямое подключение оптических трансиверов QFSP-DD и возможность тестирования на скоростях 10M–100G.

Новые возможности сочетаются с лучшим в своем классе диапазоне частот, размером памяти и быстрой скоростью передачи данных, что позволяет проводить комплексный анализ сигналов в приложениях общего назначения 

Корпорация Anritsu реализовала функции упреждающей коррекции ошибок (FEC) с перехватом символов и анализа сигнала с построением U-образной кривой на своем детекторе ошибок в сигналах с модуляцией PAM4 на скорости 116 Гбит/с типа MU196040B, что расширяет возможности разработчиков устройств 400-GbE и 800-GbE.

Эти функции внедряются во флагманский анализатор качества сигнала Anritsu серии MP1900A и доступны для загрузки с веб-сайта MP1900A.

В ассортименте изделий компании Anritsu появились новые модели компонентов W1 110 ГГц для испытательных комплексов, обеспечивающие высочайшую точность при разработке СВЧ и оптических устройств

Как нас найти
Офис:
Республика Казахстан, г.Алматы, ул.Айша-Биби, 379
Телефон: