كيفية استخدام نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة في النقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية

يمكن أن يساعد التطبيق الشامل لتكنولوجيا الألياف الضوئية والكشف عن مركبات النقل بالسكك الحديدية في تحسين أداء مركبات السكك الحديدية بشكل أساسي. في السنوات الأخيرة, لقد تعمقت الأبحاث المتعلقة بتكنولوجيا السلامة لمركبات النقل بالسكك الحديدية تدريجياً على المستويين المحلي والدولي, مع مزيد من التركيز على الإنذارات الوقائية قبل تعطل المركبات وتكنولوجيا المراقبة في الوقت الحقيقي لتشغيل المركبات. تكنولوجيا الألياف الضوئية, بسبب المزايا الكامنة فيه, وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في العديد من المجالات. إن تطبيق تكنولوجيا الألياف الضوئية في البلدان الأجنبية ناضج نسبيًا, ولكن في الصين, لا تزال الأبحاث المتعلقة بتطبيق تكنولوجيا الألياف الضوئية في مركبات السكك الحديدية بحاجة إلى مزيد من التحسين.

1、 تطبيق الألياف الضوئية الموزعة نظام قياس درجة الحرارة في النقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية
The application of distributed fiber optic temperature measurement system in urban rail transit mainly relies on the principles of light scattering and optical time-domain radiation. هذا نظام قياس درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة has high measurement accuracy and can shield the interference of strong electromagnetic fields. علاوة على ذلك, with the optimization of temperature rise algorithms, intelligent demodulation technology, and signal optimization technology, the application scope of distributed fiber optic temperature measurement system will be further expanded to meet the operational needs of urban rail transit vehicles, and timely alarm for existing fire hazards. في الوقت الحالي, the common principle of distributed fiber optic temperature measurement technology is mainly based on Raman scattering. After modulation, يدخل الضوء المبعثر إلى مُضاعِف تقسيم الطول الموجي للحصول على ضوء ستوكس وضوء ستوكس المضاد. الحساسية النسبية لضوء ستوكس لدرجة الحرارة هي 0.104%, والحساسية النسبية للضوء المضاد ستوكس لدرجة الحرارة 1.065%. نسبة شدة الضوء هي 4:3. بناءً على خصائص ضوء ستوكس وضوء ستوكس المضاد, ويمكن الحصول على علاقة كمية بين نسبة شدة الضوء ودرجة الحرارة. على هذا الأساس, جنبا إلى جنب مع درجة الحرارة المرجعية الداخلية لنظام قياس درجة الحرارة وخوارزميات التصحيح المقابلة, يمكن الحصول على معلومات درجة الحرارة الفعلية. مع التطور السريع لتكنولوجيا استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية الموزعة, نطاق تطبيق نظام القياس هذا يتوسع تدريجياً, especially in the application of urban rail transit. Even in the face of more complex internal systems and large traffic passenger flow, it can accurately carry out monitoring, effectively eliminate fire hazards, and meet the operational needs of urban rail transit.

2、 Application of redundant fiber optic ring network in urban rail transit power monitoring system
The application of redundant fiber optic ring network in urban rail transit power monitoring system mainly utilizes the characteristics of urban rail transit power monitoring system to monitor the power supply equipment of substations passing along the rail vehicle line, in order to ensure the stable operation of the rail transit power system and the normal operation of rail transit vehicles. يشتمل نظام مراقبة الطاقة في النقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية بشكل أساسي على ثلاثة أجزاء: طبقة التحكم بالمحطة, طبقة الفاصل, وطبقة الشبكة. يمكن أيضًا تقسيم طبقة التحكم في المحطة إلى وحدات تحكم الاتصالات, أجهزة الكمبيوتر, وواجهات الإنسان والآلة. تتضمن طبقة الشبكة مفاتيح, أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية, الكابلات الضوئية, وخطوط أخرى لتوفير قنوات اتصال لنظام مراقبة الطاقة. لذلك, يمكن ملاحظة أن نظام مراقبة قوة النقل بالسكك الحديدية الحالي يعتمد هيكلًا متعدد الطبقات, ولكن مع تطور معدات الشبكات الوطنية وتكنولوجيا الشبكات, كما شهد هيكل الشبكة لنظام مراقبة قوة النقل بالسكك الحديدية تغييرات كبيرة. من هيكل نجم الحافلة المفرد وهيكل نجم إيثرنت إلى شبكة حلقة الألياف الضوئية الزائدة عن الحاجة, the power monitoring system of rail vehicle transportation has gradually improved. As a network structure in the new era of rail vehicle transportation power monitoring system, redundant fiber optic ring network plays a crucial role in solving redundancy problems in the network layer. With the development of redundant fiber optic ring network, redundant fiber optic ring network optical switches have emerged. لذلك, redundant fiber optic ring network has been used in power monitoring systems. To fully utilize the role of redundant fiber optic ring networks in power monitoring systems, it is necessary to conduct in-depth research on the structure and communication of redundant fiber optic ring networks. Taking the power monitoring system of rail transit in a certain area as an example, يريد موظفو النقل بالسكك الحديدية في المنطقة استخدام شبكة حلقة من الألياف الضوئية الزائدة عن الحاجة. أولاً, تم إعداد عقد الشبكة الحلقية المناسبة, ومن ثم وفقًا لمحطة النقل بالسكك الحديدية المحددة, 35المفاتيح الكهربائية كيلو فولت و 400 فولت, المفاتيح الكهربائية بتيار مستمر 1500 فولت, ويتم تركيب أجهزة الكبح المتجددة. فيما بينها, خطوط النقل بالسكك الحديدية 3 و 5 في المدينة C، اعتمدت شبكات الألياف الضوئية الزائدة عن الحاجة لمراقبة نظام الطاقة, تحسين قابلية التشغيل البيني التكراري لشبكة نظام المراقبة بشكل فعال.

3、 تطبيق تقنية استشعار شبكة الألياف Bragg في مركبات النقل بالسكك الحديدية
أولاً, تم تقديم فهم موجز لمبادئ تطبيق تكنولوجيا استشعار شبكات الألياف الضوئية ومزاياها التكنولوجية في مركبات النقل بالسكك الحديدية. تستخدم تقنية استشعار Fiber Bragg Gating بشكل أساسي أجهزة استشعار FBG لمراقبة مركبات النقل بالسكك الحديدية. The specific principle is as follows: with the changes in physical quantities such as temperature, أَضْنَى, النزوح, and acceleration around the fiber Bragg grating, the period and refractive index of the fiber Bragg grating will also change, resulting in wavelength displacement of the Bragg grating signal. FBG sensors monitor the changes in Bragg wavelength displacement to determine the changes in physical quantities in the surrounding environment of the fiber Bragg grating. معًا, wavelength division multiplexing technology is used to form a fiber optic grating sensing system, achieving high-capacity distributed measurement. في نفس الوقت, this fiber optic grating sensing system can also achieve remote real-time monitoring. Taking the fiber optic grating sensing system as an example for detecting the health status of wheel axles, when a rail vehicle passes through the steel rail next to the sensor, it will cause a change in Bragg wavelength displacement. After passing through the FBG sensor, a strain curve will be formed, and the corresponding wheel axle book will be obtained. By analyzing the actual situation of the strain curve, the health status of the wheel axle can be judged, and wheel defects can be effectively and timely detected. The most crucial sensor sword in fiber optic grating sensing systems is the FBG sensor. فيما بينها, the FBG sensor produced by MOI Company in the United States can achieve a scanning frequency of 2kHz and a measurement accuracy of 1 με, The optical performance is extremely stable. The fiber optic grating sensing system has high measurement accuracy, fast scanning speed, low complexity, دقة عالية, ونطاق تغطية كبير.

في ملخص, بناءً على مبادئ مختلفة لتكنولوجيا الألياف الضوئية والاستفادة من خصائص تكنولوجيا الألياف الضوئية, توضح هذه المقالة تطبيق تقنية الألياف الضوئية في مركبات السكك الحديدية من جوانب متعددة. في الوقت الحالي, لم يتم تعزيز تطبيق تكنولوجيا الألياف الضوئية في مركبات السكك الحديدية الحضرية بشكل كامل, أقل بكثير من عدد مشاريع التفتيش على البنية التحتية. لكن, النظر في تطوير مركبات السكك الحديدية في المناطق الحضرية, من الضروري استخدام تكنولوجيا الألياف الضوئية لضمان سلامة واستقرار النقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية. علاوة على ذلك, إن تطبيق تكنولوجيا الألياف الضوئية في النقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية له آفاق كبيرة للطلب في السوق.

مستشعر درجة حرارة الألياف الضوئية, نظام مراقبة ذكي, الشركة المصنعة للألياف الضوئية الموزعة في الصين