[实用新型]危险源捕捉系统以及柔性被动防护网智能监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感、计算机系统集成以及信号监测等技术领域，具体地涉及边坡灾害的柔性防护技术，并适用于柔性被动防护网的安全监测。 

背景技术

我国是个多山国家，特别是西部和东南部山区，崩塌落石、泥石流、溜坍、溜滑、塌落和风化剥落等斜坡坡面地质灾害常有发生，尤其在铁路、公路这样的线状工程沿线最为严重，其灾害的发生具有点多、面广、线长等特点，在有限的资源（人力、物力、财力）条件下防护治理非常困难甚至防不胜防，成为威胁临坡工程正常运营的主要因素。 

随着近年高级公路铁路建设的大力发展，常用的避绕、大坡道措施由于其需要过多的财力、物力与工期，已不为允许。传统的护面体系中，浆砌片石和锚喷护坡会造成坡面植被破坏，并且随着时间推移会与坡面分离，发生局部垮塌，剥落等结构寿命问题。因此，由于地质灾害本身的复杂性、随机性、区域差异性和多发性，特别是以动力高速冲击为主要形式的崩塌落石、泥石流等地质灾害的频发性，以刚性结构为主的传统技术措施已不能满足现今需要。 

所以，在现今边坡防护措施中，柔性被动防护网以其固有的施工简单、维修方便、技术先进、安全可靠、环保经济、设计选型标准化等优点，得到了迅速的发展与普及，应用在许多边坡防护工程中。 

随着柔性被动防护网的广泛发展，避免防护网单一被动的防护模式、对防护网工作情况实施全方位的智能监测也势在必行。柔性被动防护网的主要结构包含环形网、固定系统（锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳）、减压环和钢柱四个主要部分。现有的监测手段将光纤光栅拉力传感器夹持于柔性被动防护网的拉锚绳以及上支撑绳上，对绳上的拉力进行监测。 

然而这种监测系统普遍存在下列问题： 

（1）对于一个柔性被动防护网系统，拉锚绳数量多，而且拉锚绳上承受的力一致性差，为掌握防护网情况，需要在每个绳上安装拉力传感器，所用传感器数量大，安装繁琐，成本较高；

（2）如上所述，拉锚绳上的力一致性差，这使得需要分别设定报警阈值；

（3）安装在拉锚绳上的拉力传感器不能对柔性被动防护网的破裂进行报警；

（4）上支撑绳拉力受上拉锚绳以及减压环影响较大，受力复杂，报警阈值的规律难以获取；

（5）监测位置不当、监测方案手段存在缺陷等，造成了系统低漏报和误报现象严重。

目前柔性被动防护网监测手段有通过监测上拉锚绳的拉力变化监测是否发生落石冲击，防护网破网情况却无法准确判断，而在实际工程使用当中，破网被视为柔性被动防护网系统的失效，因而这种监测手段会存在误报漏报。且对于柔性被动防护网系统而言，一个系统包含若干拉锚绳，每根拉锚绳的拉力不一致，造成该种监测系统无法正确判断落石的能级，因此只能作为一种辅助手段。 

针对上述问题，本实用新型提出了一种克服现有技术的不足并且符合经济高效需求的用于柔性被动防护网的智能监测系统。 

实用新型内容

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于柔性被动防护网的危险源捕捉系统，该系统包括：光纤光栅传感器或者由所述光纤光栅传感器构成的分布式阵列、光纤光栅解调仪以及信号传输光纤；所述光纤光栅传感器预先安装在柔性被动防护网的下支撑绳上，通过监测防护网下支撑绳的拉力，实时地监测与防护网落石以及破网等相关联的信号，并将该信号返回给所述光纤光栅解调仪；所述光纤光栅解调仪与所述光纤光栅传感器或所述分布式阵列通过信号传输光纤相连接。 

由于防护网的下支撑绳上所受的拉力在该下支撑绳长度方向上的各处都是相同的；而且，落石等物体在坠落时，由于重力的作用，通常最显著地作用在柔性防护网的下部（即，下支撑绳所处的部分）。因此，本实用新型利用上述原理，巧妙地避免了当拉力传感器设置在各拉锚绳上时，所测得的各拉力值随着各拉锚绳与受冲击点的距离不同而显著不同的情况。相比于将拉力传感器设置在各拉锚绳上的做法，通过本实用新型的设置方式，能够直接、准确地获得作用在某一下支撑绳所属的柔性防护网上的冲击量（而无需考虑该冲击发生在该柔性防护网的哪一位置）。 

优选地，根据本实用新型实施例的危险源捕捉系统，所述光纤光栅解调仪可以对从所述光纤光栅传感器反射回来的信号进行解调处理，并得出相应的波长信号。 

所述光纤光栅解调仪对从所述光纤光栅传感器反射回来的光信号进行解调处理，依据处理结果得出各个光纤光栅传感器所在的监测点上的危险源状况。