分布式光纖測溫系統在城市軌道交通中的應用, 主要原理是借助了光的散射原理和光時(shí)域放射原理, 這種分布式光纖測溫系統的測量精度較高, 可以屏蔽強電磁場(chǎng)的干擾, 而且隨著(zhù)溫升算法的優(yōu)化、智能解調技術(shù)和信號優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展, 分布式光纖測溫系統的應用范圍會(huì )得到更進(jìn)一步的擴大, 滿(mǎn)足城市軌道交通車(chē)輛的運行需求, 及時(shí)對存在的火災隱患進(jìn)行報警?，F階段, 常見(jiàn)的分布式光纖測溫技術(shù)原理主要是基于拉曼散射, 經(jīng)過(guò)調制后, 散射光進(jìn)入到波分復用器中, 就會(huì )得到斯托克斯光、反斯托克斯光, 其中斯托克斯光對溫度的相對靈敏度為0.104%、反斯托克斯光對溫度的相對靈敏度為1.065%。光強度之比為4:3。根據斯托克斯光和反斯托克斯光的特性, 就會(huì )得到光強比和溫度定量關(guān)系, 在此基礎上, 結合測溫系統的內部基準溫度, 以及相應的校正算法, 就可以得到實(shí)際溫度信息。隨著(zhù)分布式光纖測溫傳感技術(shù)快速發(fā)展, 使用這種測量系統的應用范圍逐漸擴大, 尤其是在城市軌道交通的應用, 即使面對較為復雜的內部系統, 以及較大的交通客流量, 也能夠較為準確的展開(kāi)監控, 有效消除火災隱患, 滿(mǎn)足城市軌道交通的運行需求。

冗余光纖環(huán)網(wǎng)在城市軌道交通電力監控系統中的應用, 主要是利用城市軌道交通電力監控系統的特點(diǎn), 對軌道車(chē)輛沿線(xiàn)經(jīng)過(guò)的變電所供電設備進(jìn)行監控, 以此保證軌道交通電力系統的穩定運行, 保證軌道交通車(chē)輛的正常運行。在城市軌道交通電力監控系統主要包括三個(gè)部分, 分別為:站控層、間隔層以及網(wǎng)絡(luò )層。其中站控層還可以劃分為通信控制器、計算機、人機界面, 網(wǎng)絡(luò )層中包括了交換機、光纖收發(fā)器、光纜等線(xiàn)路, 以此為電力監控系統提供通信通道。因此可知, 目前的軌道車(chē)輛交通電力監控系統采用分層結構, 但是隨著(zhù)國家網(wǎng)絡(luò )設備、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展那, 軌道車(chē)輛交通電力監控系統中的網(wǎng)絡(luò )結構也發(fā)生了較大的變化。從單總線(xiàn)星形結構、以太網(wǎng)星形結構, 發(fā)展到冗余光纖環(huán)網(wǎng)這中網(wǎng)絡(luò )結構, 軌道車(chē)輛交通電力監控系統逐漸完善, 其中冗余光纖環(huán)網(wǎng)作為新時(shí)期的軌道車(chē)輛交通電力監控系統中的網(wǎng)絡(luò )結構, 在解決網(wǎng)絡(luò )層中的冗余問(wèn)題上具有著(zhù)關(guān)鍵性作用, 隨著(zhù)冗余光纖環(huán)網(wǎng)的發(fā)展, 出現了冗余光纖環(huán)網(wǎng)光電交換機, 因此, 冗余光纖環(huán)網(wǎng)被用在了電力監控系統中。想要讓冗余光纖環(huán)網(wǎng)在電力監控系統中充分發(fā)揮其本身的作用就要對冗余光纖環(huán)網(wǎng)的結構和通信進(jìn)行深入研究。以某地區的軌道車(chē)輛交通電力監控系統為例, 該地區的軌道交通人員想要采用冗余光纖環(huán)網(wǎng), 首先設置了合適的環(huán)網(wǎng)節點(diǎn), 進(jìn)而根據具體的軌道交通變電所忒單, 分別安裝了35kV和400V的開(kāi)關(guān)柜、直流1500V的開(kāi)關(guān)柜以及再生制動(dòng)裝置, 其中C市內的軌道交通三號線(xiàn)和五號線(xiàn), 都采取了冗余光纖環(huán)網(wǎng)對電力系統進(jìn)行監控, 有效提高了監控系統網(wǎng)絡(luò )的冗余互用率。

首先簡(jiǎn)單了解了光纖光柵傳感技術(shù)的應用原理和其在軌道交通車(chē)輛的應用的技術(shù)優(yōu)勢。光纖光柵傳感技術(shù)主要是應用FBG傳感器實(shí)現對軌道交通車(chē)輛的監測, 具體原理如下:隨著(zhù)光纖光柵周?chē)鷾囟?、應變、位移、加速度等物理量的變? 光纖光柵的周期和纖芯折射率也會(huì )發(fā)生變化, 繼而就會(huì )產(chǎn)生布喇格光柵信號出現波長(cháng)位移, 而FBG傳感器就是通過(guò)監測布喇格波長(cháng)位移的變化, 判斷光纖光柵周?chē)h(huán)境中物理量的變化情況。同時(shí)采用波分復用技術(shù)形成光纖光柵傳感系統, 實(shí)現大容量分布測量, 同時(shí)這種光纖光柵傳感系統也能夠實(shí)現遠程實(shí)時(shí)監控。以光纖光柵傳感系統對輪軸健康狀態(tài)檢測為例, 當軌道車(chē)輛經(jīng)過(guò)傳感器旁邊的鋼軌時(shí), 就會(huì )引起布喇格波長(cháng)位移的變化, 經(jīng)過(guò)FBG傳感器后形成應變曲線(xiàn), 繼而就會(huì )得出對應的輪軸書(shū), 通過(guò)應變曲線(xiàn)的實(shí)際情況, 判斷輪軸的健康情況, 可以有效及時(shí)的發(fā)現車(chē)輪缺陷問(wèn)題。在光纖光柵傳感系統中最為核心的傳感器劍就是FBG傳感器, 其中美國MOI公司生產(chǎn)的FBG傳感器, 掃描頻率可以達到2kHz, 而測量精度達到了1με, 光性能極其穩定。光纖光柵傳感系統的測量精確度較高、掃描速度快、復雜程度較低、分辨率高、覆蓋范圍較大。

綜上所述, 本文基于不同的光纖技術(shù)原理, 利用光纖技術(shù)的特點(diǎn), 從多個(gè)方面敘述了光纖技術(shù)在軌道車(chē)輛上的運用情況, 現階段, 光纖技術(shù)在城市軌道車(chē)輛的應用還沒(méi)有的到全面的推廣, 遠不及基礎設施檢測項目的數量。但是, 縱觀(guān)城市軌道車(chē)輛的發(fā)展情況來(lái)看, 想要保證城市軌道車(chē)輛交通的安全穩定性, 引用光纖技術(shù)是十分必要的, 而且, 光纖技術(shù)在城市軌道車(chē)輛交通的應用具有著(zhù)較大的市場(chǎng)需求前景。