[发明专利]一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统及监控方法

权利要求书

1.一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，监控系统以光纤作为传感元来监控地铁隧道安全。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述光纤为单芯光纤，作为传感、传输的双重介质。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述监控系统具体包括：前端光处理模块、监控光纤、尾端模块以及分析处理模块，所述前端光处理模块通过监控光纤与尾端模块相连接，构成光纤干涉结构，所述分析处理模块与前端光处理模块连接，对光纤干涉结构反馈的光信号进行分析判断，实现安全监控。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述前端光处理模块包括光源模块和干涉模块，所述尾端模块为反射模块；所述光源模块与干涉模块连接，所述干涉模块通过监控光纤与反射模块相连，并与分析处理模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述光源模块为激光光源。

6.根据权利要求4所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述光纤干涉模块由光纤延迟器和X×Y耦合器、L×M耦合器构成，X、Y为整数，L、M为整数。

7.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述监控光纤布设在待监控隧道管壁，作为获取信息的感应体以及传送信息的通道。

8.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控系统，其特征在于，所述分析处理模块主要包括检测与放大模块，数据采集与信号分析模块，所述检测与放大模块的输入端与前端光处理模块中的干涉模块相接，输出端与数据采集与信号分析模块数据相接。

9.一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控方法，其特征在于，所述监控方法在沿地铁隧道壁布设的光缆，作为安全监测的感应元以及传送信息的通道，对威胁地铁隧道结构安全的行为实时监控。

10.根据权利要求9所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控方法，其特征在于，所述安全监控方法中基于光缆构建光纤干涉光路，用于信号的探测和分析。

11.根据权利要求10所述的一种基于光纤传感的地铁隧道安全监控方法，其特征在于，当光缆上的任一位置感应到通过隧道壁传递的振动信号时，由于光弹效应，光纤会产生微变，振动点传输的光的相位会发生改变，即实现信号的调制；

光纤干涉光路将相位的变化转换为光强的变化，形成光干涉，并返回两路相干涉的光信号；

接着对相干涉的光信号进行分析比对，将环境干扰因数带来的振动信号滤除，将可能存在威胁的行为信号进行警报，并通过两路信号的光程比对，定位威胁行为的发生位置。