基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法与流程

本发明涉及公路灾害预测与识别，特别涉及一种基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法。

背景技术：

1、随着中国北斗卫星导航系统的广泛部署，结构物安全监测和预警技术迎来了革命性的进步，极大地提升了公路、桥梁等关键交通基础设施潜在危险的识别和预警能力。然而，它们高昂的造价却成为了普及的绊脚石，成本问题限制了技术的广泛应用，监测预警仅能在结构关键位置布设，无法对结构进行全面的风险监控和预警。这种局限性的后果显而易见，如近些年时有发生的桥梁事故，具体如，2024年5月梅大高速路面塌方、7月丹宁高速水阳段公路桥梁单侧垮塌、8月四川雅康高速隧间桥突发垮塌等等，不仅造成了巨大的经济损失，更对人们的生命安全构成了严重威胁。此外，当垮塌事故发生于夜间或转弯处等视野受限区域，后续车辆难以及时发现前方的危险，往往会引起连锁反应，扩大人员伤亡。

2、鉴于以上问题，有公开号为cn106248270a的中国发明专利提出的一种实时连续测量应力变化的方法，采用的光纤传感技术，也就是将光纤光栅放入钢缆代替一股钢丝，基于位移量变化，实时得到钢缆每个位置的应力，基于实时的、连续的检测到钢缆的每一个位置的应力，实现灾难预警，同时也为维修带来了方便，从而使得工作人员可以很方便直接得知道潜在危险的具体位置和程度。但该方法不适合无钢缆的混凝土桥等，无法对其进行全面预警，且方法无法识别灾害并报警。再有公告号为cn206784456u的中国实用新型提出的一种地铁基坑位移监测系统，采用分布式光栅、处理单元与报警装置对对地铁基坑位移实现全面监测并预警，但该装置无法将灾难预警(预测到灾难但未发生)与灾难突发区分并触发不同机制，且该装置报警装置只有声光报警，仅能够对灾害两侧车辆发出预警，未在公路的入口、匝道布置情报板等报警装置，无法提醒灾害行车路线上的车辆驶离，易造成灾害附近路段车辆拥堵。因此，迫切需要提出一种既经济又高效的灾害预警与识别方法，实现在灾难前对公路桥梁风险全覆盖，在灾害后快速识别并报警。

技术实现思路

1、鉴于以上内容，有必要提供一种基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，该方法不仅能够在灾难发生前根据位移监测数据对公路进行全面的风险监控和预警，还具备在灾难发生后快速识别并全自动触发报警装置的能力，极大的降低了事故的发生，提高了事故的应对效率。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，所述预警与识别方法采用了预警与识别系统；

4、所述预警与识别系统包括分布式光纤、接收柜和报警装置；所述分布式光纤沿着公路道路布设，用以连续、实时的监测道路的位移变化情况；所述接收柜布置在公路道路一侧，且每隔预设间距布置一个，用于接收与处理预设间距内分布式光纤实时监测的位移数据，并基于所接收的位移数据分析预测或者识别公路上的灾害，且基于预测或者识别结果触发预警机制或者灾害报警机制，其中，触发灾害报警机制时同时还触发报警装置发出警报；所述报警装置包括声光报警模块、投影射灯以及情报板，其中，所述声光报警模块和投影射灯布置在公路道路两侧，所述情报板安装在公路的入口、匝道位置；

5、所述预警与识别方法的具体为：

6、通过分布式光纤对公路全线进行位移监测；

7、通过接收柜接收分布式光纤传输的实时位移数据，并在接收柜中通过数据智能分析与识别技术对所接收的实时位移数据进行识别分析；接收柜在识别分析结果显示实时位移数据在正常阈值和灾难风险阈值之间时触发其内的预警机制，预警机制触发报警装置的声光报警模块启动并定位异常位置，同时同步异常数据和位置至云平台以向监控中心处的工作人员发出预警信息；接收柜在识别分析结果显示实时位移数据大于灾难风险阈值时触发其内的灾害报警机制，灾害报警机制触发报警装置启动，同时同步信息至云平台以向监控中心处的工作人员发出灾害报警信息。

8、优选地，所述分布式光纤设置在公路的应急车道外侧的护栏旁，用以监测公路两侧的位移变化量，以及设置在公路中心护栏一侧，用以监测公路道路中心处的位移变化量。

9、优选地，所述预设间距为200km。

10、优选地，所述声光报警模块包括但不限于高音喇叭、爆闪灯、红绿报警灯。

11、优选地，同一位置处的报警装置的类型不止一种。

12、优选地，所述报警装置通过lora无线通信与接收柜相联。

13、优选地，所述报警装置具有控制开关键，通过所述控制开关键人工控制报警装置的启停。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、1、本发明公开的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，通过在公路全线铺设分布式光纤的方式对公路全线进行实时位移监测，并基于实时位移监测对公路灾害进行分析识别，从而进行灾害预警和报警，因此，本发明的方法不仅能够在灾难发生前根据位移监测数据对公路进行全面的风险监控和预警，还具备在灾难发生后快速识别并全自动触发报警装置的能力，极大的降低了事故的发生，提高了事故的应对效率。

16、2、本发明所公开的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，相较于现有的其他监测预警技术，本发明布设于整个结构，而非结构关键位置，能够对公路进行全面的风险监控和预警，实现风险全面覆盖，有效保障了结构的安全性。

17、3、本发明所用装置简单，造价低，适用性强，既经济且高效，具有很高的推广价值。

技术特征：

1.基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述预警与识别方法采用了预警与识别系统；

2.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述分布式光纤设置在公路的应急车道外侧的护栏旁，用以监测公路两侧的位移变化量，以及设置在公路中心护栏一侧，用以监测公路道路中心处的位移变化量。

3.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述预设间距为200km。

4.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述声光报警模块包括但不限于高音喇叭、爆闪灯、红绿报警灯。

5.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，同一位置处的报警装置的类型不止一种。

6.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述报警装置通过lora无线通信与接收柜相联。

7.如权利要求1所述的基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，其特征在于，所述报警装置具有控制开关键，通过所述控制开关键人工控制报警装置的启停。

技术总结本发明提供一种基于分布式光纤的公路全线灾害预警与识别方法，该方法通过分布式光纤对公路全线进行位移监测；通过接收柜接收分布式光纤传输的实时位移数据，并在接收柜中通过数据智能分析与识别技术对所接收的实时位移数据进行识别分析；接收柜根据识别分析结果触发预警机制和灾害报警机制，以及时向监控中心处的工作人员发出预警信息或者灾害报警信息。该方法不仅能够在灾难发生前根据位移监测数据对公路进行全面的风险监控和预警，还具备在灾难发生后快速识别并全自动触发报警装置的能力，极大的降低了事故的发生，提高了事故的应对效率。技术研发人员：王华,张云,黄凯楠,王龙林,张子墨受保护的技术使用者：广西交科集团有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6