基于马赫-曾德干涉仪的铁路周界入侵定位及识别算法研究

发布时间：2024-02-25 04:39

　　交通运输的发展是我国国民经济和社会发展的重要前提,高速铁路运输由于其运输能力强、安全可靠性高成为了我国广大人民首选的交通运输方式。为了进一步加强高速铁路的交通运输能力,我]国大力建设高速铁路运输,并制定了《中长期铁路网规划》。高速铁路运行的首要原则就是安全,不仅时时刻刻要保障广大乘客和货物的安全,还要保证铁路沿线基础设施以及列车运行的安全,因此对于铁路沿线周界安防技术的研究必不可少。目前我国的铁路周界入侵监测技术主要有电子围栏、微波电磁传感器、超声波电磁传感报警器、振动电缆、红外线对射以及铁路视频监控等多种技术,但是这些技术容易受到天气、温度、铁路电气设备的电磁干扰,并且还不能进行长距离定位和对多入侵模式的判别。光纤传感技术凭借自身的优点,在周界安防领域占有一席之地,尤其是马赫-曾德干涉型光纤传感技术是分布式光纤、能够进行长距离传输、抗电磁干扰、受自然环境影响小适合于铁路长大隧道以及野外区段的周界入侵监测。本文研究国内外现有铁路周界入侵监测技术的发展现状,针对目前监测技术存在的问题采用非对称双马赫-曾德干涉型光纤传感技术结合信号处理技术来实现铁路周界安全防护。主要研究内容如下:首先,研...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1基于FBG的光纤传感器原理示意图

兰州交通大学硕士学位论文-7-发生的变化量。利用式2.2就可以检测到FBG反射光波波长的变化量，从而可以检测到外界应力的变化。FBG光纤传感器的工作原理图如图2.1所示，它包括宽带光源、FBG传感单元、光电耦合器、波长解调系统以及拓展接口。其中宽带光源是给系统提供光源；FBG传感....

图2.2P-OTDR系统的扰动探测原理示意图

基于马赫-曾德干涉仪的铁路周界入侵定位及识别算法研究-8-被光电探测器接收，最后由数据采集及处理系统对信号进行采样和处理来实现对外界扰动的检测。图2.2P-OTDR系统的扰动探测原理示意图光电探测器接收到的信号光波的相位变化与外界扰动引起的光纤形变的关系为：2z12111=[1(....

图2.3光纤扰动模型示意图

兰州交通大学硕士学位论文-9-outinPPF()(2.5)如图2.2所示，当外界扰动作用在光纤上时，检测到的信号光强将随着后向瑞利散射光相位的变化而变化，用入侵信号的光强度曲线减去无入侵信号的光强度曲线，它们之间相差的部分即图中凸起的部分就是外部扰动的位置，从而实现入侵事件的定....

图2.4马赫-曾德光纤干涉仪

兰州交通大学硕士学位论文-11-其中，g(t)是扰动行为引起的光程差变化，将式2.11代入式2.6中，则光波的复振幅为：outin2πEEexpj2πnLgtt(2.13)光纤Mach-Zehnder干涉仪如图2.4所示，其中，当有外界扰动作用在干涉仪传感光臂的点P处时，则传感光....

本文编号：3910093