How to use distributed fiber optic temperature measurement system in urban rail transit-INNO

Việc ứng dụng toàn diện công nghệ cáp quang và phát hiện các phương tiện vận tải đường sắt có thể giúp cải thiện căn bản hiệu suất của các phương tiện đường sắt. Trong những năm gần đây, nghiên cứu về công nghệ an toàn của phương tiện vận tải đường sắt đã dần đi sâu cả trong nước và quốc tế, chú trọng hơn đến cảnh báo phòng ngừa trước khi xe hư hỏng và công nghệ giám sát hoạt động của xe theo thời gian thực. Công nghệ sợi quang, nhờ những ưu điểm vốn có, đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc ứng dụng công nghệ cáp quang ở nước ngoài tương đối trưởng thành, nhưng ở Trung Quốc, nghiên cứu ứng dụng công nghệ cáp quang trên phương tiện đường sắt vẫn cần được cải thiện hơn nữa.

1、 Ứng dụng của Cáp quang phân tán Hệ thống đo nhiệt độ trong vận tải đường sắt đô thị
Việc ứng dụng hệ thống đo nhiệt độ sợi quang phân tán trong vận tải đường sắt đô thị chủ yếu dựa trên nguyên lý tán xạ ánh sáng và bức xạ miền thời gian quang học. Cái này Hệ thống đo nhiệt độ cáp quang phân tán có độ chính xác đo cao và có thể che chắn sự can thiệp của trường điện từ mạnh. Hơn nữa, với việc tối ưu hóa các thuật toán tăng nhiệt độ, công nghệ giải điều chế thông minh, và công nghệ tối ưu hóa tín hiệu, phạm vi ứng dụng của hệ thống đo nhiệt độ sợi quang phân tán sẽ được mở rộng hơn nữa để đáp ứng nhu cầu vận hành của các phương tiện vận tải đường sắt đô thị, và báo động kịp thời các nguy cơ cháy nổ hiện có. Giờ đây, Nguyên lý chung của công nghệ đo nhiệt độ sợi quang phân tán chủ yếu dựa trên tán xạ Raman. Sau khi điều chế, 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. Trên cơ sở này, 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. Ngay cả khi đối mặt với các hệ thống nội bộ phức tạp hơn và lưu lượng hành khách giao thông lớn, nó có thể thực hiện giám sát một cách chính xác, loại bỏ hiệu quả các nguy cơ hỏa hoạn, và đáp ứng nhu cầu vận hành của vận tải đường sắt đô thị.

2、 Ứng dụng mạng vòng cáp quang dự phòng trong hệ thống giám sát năng lượng vận tải đường sắt đô thị
Việc ứng dụng mạng vòng cáp quang dự phòng trong hệ thống giám sát năng lượng vận tải đường sắt đô thị chủ yếu tận dụng các đặc tính của hệ thống giám sát năng lượng vận tải đường sắt đô thị để giám sát thiết bị cấp điện của các trạm biến áp đi dọc tuyến phương tiện đường sắt, nhằm đảm bảo hệ thống điện vận chuyển đường sắt hoạt động ổn định và hoạt động bình thường của phương tiện vận tải đường sắt.. Hệ thống giám sát điện năng trong vận tải đường sắt đô thị chủ yếu bao gồm ba phần: lớp điều khiển trạm, lớp khoảng cách, và lớp mạng. Lớp điều khiển trạm cũng có thể được chia thành các bộ điều khiển truyền thông, Máy tính, và giao diện người-máy. Lớp mạng bao gồm các switch, máy thu phát sợi quang, cáp quang, và các đường dây khác để cung cấp kênh liên lạc cho hệ thống giám sát năng lượng. Do đó, Có thể thấy rằng hệ thống giám sát năng lượng vận tải phương tiện đường sắt hiện nay áp dụng cấu trúc phân lớp, nhưng với sự phát triển của thiết bị mạng và công nghệ mạng quốc gia, Cấu trúc mạng lưới của hệ thống giám sát năng lượng vận tải phương tiện đường sắt cũng đã trải qua những thay đổi đáng kể. Từ cấu trúc sao bus đơn và cấu trúc sao Ethernet đến mạng vòng cáp quang dự phòng, hệ thống giám sát năng lượng của phương tiện vận tải đường sắt đã từng bước được cải thiện. 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. Do đó, 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, rail transit personnel in the area want to use a redundant fiber optic ring network. Trước hết, các nút mạng vòng thích hợp được thiết lập, và sau đó theo trạm biến áp trung chuyển đường sắt cụ thể, 35Thiết bị đóng cắt kV và 400V, Thiết bị đóng cắt DC 1500V, và các thiết bị hãm tái sinh được lắp đặt. Trong số đó là:, các tuyến vận chuyển đường sắt 3 và 5 ở thành phố C đã áp dụng mạng vòng cáp quang dự phòng để giám sát hệ thống điện, cải thiện hiệu quả khả năng tương tác dự phòng của mạng hệ thống giám sát.

3、 Ứng dụng công nghệ cảm biến lưới sợi Bragg trong các phương tiện vận tải đường sắt
Trước hết, đã cung cấp hiểu biết ngắn gọn về các nguyên tắc ứng dụng của công nghệ cảm biến cách tử sợi quang và những lợi thế công nghệ của nó trong các phương tiện vận chuyển đường sắt. Công nghệ cảm biến Fiber Bragg Grated chủ yếu áp dụng cảm biến FBG để giám sát các phương tiện vận chuyển đường sắt. Nguyên tắc cụ thể như sau: với những thay đổi về đại lượng vật lý như nhiệt độ, dòng, Thuyên, và gia tốc xung quanh cách tử Bragg sợi, chu kỳ và chiết suất của cách tử Bragg sợi cũng sẽ thay đổi, dẫn đến sự dịch chuyển bước sóng của tín hiệu cách tử Bragg. Cảm biến FBG theo dõi sự thay đổi độ dịch chuyển bước sóng Bragg để xác định sự thay đổi về đại lượng vật lý trong môi trường xung quanh cách tử Bragg sợi. Đồng thời, Công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng được sử dụng để hình thành hệ thống cảm biến cách tử sợi quang, đạt được phép đo phân tán công suất cao. Đồng thời, hệ thống cảm biến cách tử sợi quang này cũng có thể đạt được khả năng giám sát thời gian thực từ xa. Lấy hệ thống cảm biến cách tử sợi quang làm ví dụ để phát hiện tình trạng sức khỏe của trục bánh xe, 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. Trong số đó là:, 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, độ phân giải cao, and a large coverage range.

Tóm lại, based on different principles of fiber optic technology and utilizing the characteristics of fiber optic technology, this article describes the application of fiber optic technology in rail vehicles from multiple aspects. Giờ đây, the application of fiber optic technology in urban rail vehicles has not been fully promoted, far less than the number of infrastructure inspection projects. Tuy nhiên, looking at the development of urban rail vehicles, it is necessary to use fiber optic technology to ensure the safety and stability of urban rail vehicle transportation. Hơn nữa, the application of fiber optic technology in urban rail vehicle transportation has great market demand prospects.