Como usar o sistema distribuído de medição de temperatura por fibra óptica no trânsito ferroviário urbano-INNO

A aplicação abrangente da tecnologia de fibra óptica e a detecção de veículos de trânsito ferroviário podem ajudar a melhorar fundamentalmente o desempenho dos veículos ferroviários. Nos últimos anos, a pesquisa sobre a tecnologia de segurança dos veículos de trânsito ferroviário tem se aprofundado gradualmente tanto nacional quanto internacionalmente, com mais ênfase em alarmes preventivos antes de falhas nos veículos e tecnologia de monitoramento em tempo real para operação do veículo. Tecnologia de fibra óptica, devido às suas vantagens inerentes, tem sido amplamente aplicado em muitos campos. A aplicação da tecnologia de fibra óptica em países estrangeiros é relativamente madura, mas na China, a pesquisa sobre a aplicação da tecnologia de fibra óptica em veículos ferroviários ainda precisa de mais melhorias.

1、 Aplicação de Fibra Óptica Distribuída Sistema de medição de temperatura em trânsito ferroviário urbano
A aplicação do sistema distribuído de medição de temperatura de fibra óptica no trânsito ferroviário urbano depende principalmente dos princípios de espalhamento de luz e radiação óptica no domínio do tempo. Isto sistema de medição de temperatura de fibra óptica distribuído tem alta precisão de medição e pode proteger a interferência de campos eletromagnéticos fortes. Além disso, com a otimização de algoritmos de aumento de temperatura, tecnologia de demodulação inteligente, e tecnologia de otimização de sinal, o escopo de aplicação do sistema distribuído de medição de temperatura por fibra óptica será ainda mais expandido para atender às necessidades operacionais dos veículos de trânsito ferroviário urbano, e alarme oportuno para riscos de incêndio existentes. Hoje em dia, o princípio comum da tecnologia de medição de temperatura de fibra óptica distribuída é baseado principalmente no espalhamento Raman. Depois da modulação, the scattered light enters the wavelength division multiplexer to obtain Stokes light and anti Stokes light. The relative sensitivity of Stokes light to temperature is 0.104%, and the relative sensitivity of anti Stokes light to temperature is 1.065%. The ratio of light intensity is 4:3. Based on the characteristics of Stokes light and anti Stokes light, a quantitative relationship between light intensity ratio and temperature can be obtained. Nesta base, combined with the internal reference temperature of the temperature measurement system and corresponding correction algorithms, the actual temperature information can be obtained. With the rapid development of distributed fiber optic temperature sensing technology, the application scope of this measurement system is gradually expanding, especially in the application of urban rail transit. Mesmo diante de sistemas internos mais complexos e de grande fluxo de passageiros, pode realizar monitoramento com precisão, eliminar efetivamente os riscos de incêndio, e atender às necessidades operacionais do trânsito ferroviário urbano.

2、 Aplicação de rede redundante em anel de fibra óptica em sistema de monitoramento de energia de trânsito ferroviário urbano
A aplicação de rede redundante de anel de fibra óptica no sistema de monitoramento de energia de trânsito ferroviário urbano utiliza principalmente as características do sistema de monitoramento de energia de trânsito ferroviário urbano para monitorar o equipamento de fornecimento de energia de subestações que passam ao longo da linha do veículo ferroviário, a fim de garantir a operação estável do sistema elétrico de trânsito ferroviário e a operação normal dos veículos de trânsito ferroviário. O sistema de monitoramento de energia no trânsito ferroviário urbano inclui principalmente três partes: camada de controle de estação, camada de intervalo, e camada de rede. A camada de controle da estação também pode ser dividida em controladores de comunicação, computadores, e interfaces homem-máquina. A camada de rede inclui switches, transceptores de fibra óptica, cabos ópticos, e outras linhas para fornecer canais de comunicação para o sistema de monitoramento de energia. Portanto, pode-se observar que o atual sistema de monitoramento de energia para transporte de veículos ferroviários adota uma estrutura em camadas, mas com o desenvolvimento de equipamentos de rede nacionais e tecnologia de rede, a estrutura da rede do sistema de monitoramento de energia para transporte de veículos ferroviários também sofreu mudanças significativas. Desde estrutura em estrela de barramento único e estrutura em estrela Ethernet até rede redundante em anel de fibra óptica, o sistema de monitoramento de energia do transporte ferroviário de veículos melhorou gradualmente. Como uma estrutura de rede na nova era do sistema de monitoramento de energia para transporte de veículos ferroviários, rede redundante em anel de fibra óptica desempenha um papel crucial na solução de problemas de redundância na camada de rede. Com o desenvolvimento da rede redundante em anel de fibra óptica, surgiram interruptores ópticos redundantes de rede em anel de fibra óptica. Portanto, rede redundante de anel de fibra óptica tem sido usada em sistemas de monitoramento de energia. Utilizar plenamente o papel das redes redundantes de anéis de fibra óptica em sistemas de monitoramento de energia, é necessário realizar pesquisas aprofundadas sobre a estrutura e comunicação de redes redundantes em anel de fibra óptica. Tomando como exemplo o sistema de monitoramento de energia do trânsito ferroviário em uma determinada área, o pessoal de trânsito ferroviário na área deseja usar uma rede redundante em anel de fibra óptica. Primeiramente, nós de rede em anel apropriados são configurados, e então de acordo com a subestação específica de trânsito ferroviário, 35Quadro de distribuição kV e 400V, Painel de distribuição DC 1500V, e dispositivos de frenagem regenerativa são instalados. Entre eles, as linhas de trânsito ferroviário 3 e ainda 5 na cidade C adotaram redes redundantes de anéis de fibra óptica para monitorar o sistema de energia, melhorando efetivamente a interoperabilidade redundante da rede do sistema de monitoramento.

3、 Aplicação da tecnologia de detecção de grade de fibra Bragg em veículos de transporte ferroviário
Primeiramente, foi fornecida uma breve compreensão dos princípios de aplicação da tecnologia de detecção de grades de fibra óptica e suas vantagens tecnológicas em veículos de transporte ferroviário. A tecnologia de detecção Fiber Bragg Grating aplica principalmente sensores FBG para monitorar veículos de trânsito ferroviário. O princípio específico é o seguinte: com as mudanças em quantidades físicas, como temperatura, coar, deslocamento, e aceleração em torno da rede de Bragg de fibra, o período e o índice de refração da rede de Bragg de fibra também mudarão, resultando no deslocamento do comprimento de onda do sinal da rede de Bragg. Os sensores FBG monitoram as mudanças no deslocamento do comprimento de onda de Bragg para determinar as mudanças nas quantidades físicas no ambiente circundante da rede de Bragg de fibra. Simultaneamente, A tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda é usada para formar um sistema de detecção de grade de fibra óptica, alcançando medição distribuída de alta capacidade. Ao mesmo tempo,, este sistema de detecção de grade de fibra óptica também pode obter monitoramento remoto em tempo real. Tomando o sistema de detecção de grade de fibra óptica como exemplo para detectar o estado de saúde dos eixos das rodas, quando um veículo ferroviário passa pelo trilho de aço próximo ao sensor, isso causará uma mudança no deslocamento do comprimento de onda de Bragg. Depois de passar pelo sensor FBG, uma curva de deformação será formada, e o livro do eixo da roda correspondente será obtido. Ao analisar a situação real da curva de deformação, o estado de saúde do eixo da roda pode ser avaliado, e defeitos nas rodas podem ser detectados de forma eficaz e oportuna. O sensor mais importante em sistemas de detecção de grade de fibra óptica é o sensor FBG. Entre eles, o sensor FBG produzido pela MOI Company nos Estados Unidos pode atingir uma frequência de varredura de 2kHz e uma precisão de medição de 1 com, O desempenho óptico é extremamente estável. O sistema de detecção de grade de fibra óptica possui alta precisão de medição, velocidade de digitalização rápida, baixa complexidade, alta resolução, e uma grande faixa de cobertura.

Em resumo, baseado em diferentes princípios da tecnologia de fibra óptica e utilizando as características da tecnologia de fibra óptica, este artigo descreve a aplicação da tecnologia de fibra óptica em veículos ferroviários sob vários aspectos. Hoje em dia, a aplicação da tecnologia de fibra óptica em veículos ferroviários urbanos não foi totalmente promovida, muito menos do que o número de projetos de inspeção de infraestrutura. Contudo, olhando para o desenvolvimento de veículos ferroviários urbanos, é necessário o uso da tecnologia de fibra óptica para garantir a segurança e estabilidade do transporte urbano de veículos ferroviários. Além disso, a aplicação da tecnologia de fibra óptica no transporte urbano de veículos ferroviários tem grandes perspectivas de demanda no mercado.