本發(fā)明涉及公路災害預測與識別，特別涉及一種基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法。

背景技術：

1、隨著中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的廣泛部署，結構物安全監(jiān)測和預警技術迎來了革命性的進步，極大地提升了公路、橋梁等關鍵交通基礎設施潛在危險的識別和預警能力。然而，它們高昂的造價卻成為了普及的絆腳石，成本問題限制了技術的廣泛應用，監(jiān)測預警僅能在結構關鍵位置布設，無法對結構進行全面的風險監(jiān)控和預警。這種局限性的后果顯而易見，如近些年時有發(fā)生的橋梁事故，具體如，2024年5月梅大高速路面塌方、7月丹寧高速水陽段公路橋梁單側垮塌、8月四川雅康高速隧間橋突發(fā)垮塌等等，不僅造成了巨大的經濟損失，更對人們的生命安全構成了嚴重威脅。此外，當垮塌事故發(fā)生于夜間或轉彎處等視野受限區(qū)域，后續(xù)車輛難以及時發(fā)現(xiàn)前方的危險，往往會引起連鎖反應，擴大人員傷亡。

2、鑒于以上問題，有公開號為cn106248270a的中國發(fā)明專利提出的一種實時連續(xù)測量應力變化的方法，采用的光纖傳感技術，也就是將光纖光柵放入鋼纜代替一股鋼絲，基于位移量變化，實時得到鋼纜每個位置的應力，基于實時的、連續(xù)的檢測到鋼纜的每一個位置的應力，實現(xiàn)災難預警，同時也為維修帶來了方便，從而使得工作人員可以很方便直接得知道潛在危險的具體位置和程度。但該方法不適合無鋼纜的混凝土橋等，無法對其進行全面預警，且方法無法識別災害并報警。再有公告號為cn206784456u的中國實用新型提出的一種地鐵基坑位移監(jiān)測系統(tǒng)，采用分布式光柵、處理單元與報警裝置對對地鐵基坑位移實現(xiàn)全面監(jiān)測并預警，但該裝置無法將災難預警(預測到災難但未發(fā)生)與災難突發(fā)區(qū)分并觸發(fā)不同機制，且該裝置報警裝置只有聲光報警，僅能夠對災害兩側車輛發(fā)出預警，未在公路的入口、匝道布置情報板等報警裝置，無法提醒災害行車路線上的車輛駛離，易造成災害附近路段車輛擁堵。因此，迫切需要提出一種既經濟又高效的災害預警與識別方法，實現(xiàn)在災難前對公路橋梁風險全覆蓋，在災害后快速識別并報警。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上內容，有必要提供一種基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，該方法不僅能夠在災難發(fā)生前根據位移監(jiān)測數(shù)據對公路進行全面的風險監(jiān)控和預警，還具備在災難發(fā)生后快速識別并全自動觸發(fā)報警裝置的能力，極大的降低了事故的發(fā)生，提高了事故的應對效率。

2、為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

3、基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，所述預警與識別方法采用了預警與識別系統(tǒng)；

4、所述預警與識別系統(tǒng)包括分布式光纖、接收柜和報警裝置；所述分布式光纖沿著公路道路布設，用以連續(xù)、實時的監(jiān)測道路的位移變化情況；所述接收柜布置在公路道路一側，且每隔預設間距布置一個，用于接收與處理預設間距內分布式光纖實時監(jiān)測的位移數(shù)據，并基于所接收的位移數(shù)據分析預測或者識別公路上的災害，且基于預測或者識別結果觸發(fā)預警機制或者災害報警機制，其中，觸發(fā)災害報警機制時同時還觸發(fā)報警裝置發(fā)出警報；所述報警裝置包括聲光報警模塊、投影射燈以及情報板，其中，所述聲光報警模塊和投影射燈布置在公路道路兩側，所述情報板安裝在公路的入口、匝道位置；

5、所述預警與識別方法的具體為：

6、通過分布式光纖對公路全線進行位移監(jiān)測；

7、通過接收柜接收分布式光纖傳輸?shù)膶崟r位移數(shù)據，并在接收柜中通過數(shù)據智能分析與識別技術對所接收的實時位移數(shù)據進行識別分析；接收柜在識別分析結果顯示實時位移數(shù)據在正常閾值和災難風險閾值之間時觸發(fā)其內的預警機制，預警機制觸發(fā)報警裝置的聲光報警模塊啟動并定位異常位置，同時同步異常數(shù)據和位置至云平臺以向監(jiān)控中心處的工作人員發(fā)出預警信息；接收柜在識別分析結果顯示實時位移數(shù)據大于災難風險閾值時觸發(fā)其內的災害報警機制，災害報警機制觸發(fā)報警裝置啟動，同時同步信息至云平臺以向監(jiān)控中心處的工作人員發(fā)出災害報警信息。

8、優(yōu)選地，所述分布式光纖設置在公路的應急車道外側的護欄旁，用以監(jiān)測公路兩側的位移變化量，以及設置在公路中心護欄一側，用以監(jiān)測公路道路中心處的位移變化量。

9、優(yōu)選地，所述預設間距為200km。

10、優(yōu)選地，所述聲光報警模塊包括但不限于高音喇叭、爆閃燈、紅綠報警燈。

11、優(yōu)選地，同一位置處的報警裝置的類型不止一種。

12、優(yōu)選地，所述報警裝置通過lora無線通信與接收柜相聯(lián)。

13、優(yōu)選地，所述報警裝置具有控制開關鍵，通過所述控制開關鍵人工控制報警裝置的啟停。

14、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、1、本發(fā)明公開的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，通過在公路全線鋪設分布式光纖的方式對公路全線進行實時位移監(jiān)測，并基于實時位移監(jiān)測對公路災害進行分析識別，從而進行災害預警和報警，因此，本發(fā)明的方法不僅能夠在災難發(fā)生前根據位移監(jiān)測數(shù)據對公路進行全面的風險監(jiān)控和預警，還具備在災難發(fā)生后快速識別并全自動觸發(fā)報警裝置的能力，極大的降低了事故的發(fā)生，提高了事故的應對效率。

16、2、本發(fā)明所公開的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，相較于現(xiàn)有的其他監(jiān)測預警技術，本發(fā)明布設于整個結構，而非結構關鍵位置，能夠對公路進行全面的風險監(jiān)控和預警，實現(xiàn)風險全面覆蓋，有效保障了結構的安全性。

17、3、本發(fā)明所用裝置簡單，造價低，適用性強，既經濟且高效，具有很高的推廣價值。

技術特征：

1.基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述預警與識別方法采用了預警與識別系統(tǒng)；

2.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述分布式光纖設置在公路的應急車道外側的護欄旁，用以監(jiān)測公路兩側的位移變化量，以及設置在公路中心護欄一側，用以監(jiān)測公路道路中心處的位移變化量。

3.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述預設間距為200km。

4.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述聲光報警模塊包括但不限于高音喇叭、爆閃燈、紅綠報警燈。

5.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，同一位置處的報警裝置的類型不止一種。

6.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述報警裝置通過lora無線通信與接收柜相聯(lián)。

7.如權利要求1所述的基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，其特征在于，所述報警裝置具有控制開關鍵，通過所述控制開關鍵人工控制報警裝置的啟停。

技術總結
本發(fā)明提供一種基于分布式光纖的公路全線災害預警與識別方法，該方法通過分布式光纖對公路全線進行位移監(jiān)測；通過接收柜接收分布式光纖傳輸?shù)膶崟r位移數(shù)據，并在接收柜中通過數(shù)據智能分析與識別技術對所接收的實時位移數(shù)據進行識別分析；接收柜根據識別分析結果觸發(fā)預警機制和災害報警機制，以及時向監(jiān)控中心處的工作人員發(fā)出預警信息或者災害報警信息。該方法不僅能夠在災難發(fā)生前根據位移監(jiān)測數(shù)據對公路進行全面的風險監(jiān)控和預警，還具備在災難發(fā)生后快速識別并全自動觸發(fā)報警裝置的能力，極大的降低了事故的發(fā)生，提高了事故的應對效率。

技術研發(fā)人員：王華,張云,黃凱楠,王龍林,張子墨
受保護的技術使用者：廣西交科集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6