1 西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054
2 陕西省煤火灾害防治重点实验室，陕西 西安 710054
针对天然气管道沿线威胁事件的实时识别问题，笔者提出了一种基于瑞利光时域反射分布式光纤振动监测系统和深度学习网络的方法。首先，利用分布式光纤振动监测系统采集28.9 km长管道沿线6类事件的波形信号，并通过格拉姆角场（GAF）将其转化为二维图像信息，然后利用GoogLeNet、VGG、AlexNet三种深度学习网络对图像信息进行分类对比，并分析了不同信噪比条件下GoogLeNet的分类效果。结果表明：GoogLeNet对6类事件的分类准确率最高，优于其他两种网络；当信噪比为8 dB时，GoogLeNet对人工挖掘和机械破坏事件数据进行滤波、GAF等处理之后没有出现误报。本文所提方法适合在实际现场使用，为管道安全监测提供了一种新的技术手段。
光纤光学 管道监测 格拉姆角场 分布式光纤振动 特征识别
西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054
铁路已成为我国交通运输的大动脉，地理条件的多样性使得铁路隧道分布较多。针对铁路隧道的结构安全监测方式诸多，然而传统的监测方式均存在一定的局限性。基于当前研究热点——光学传感，将精度优良、经济可行性较高的光学视频位移计和光纤布拉格光栅传感技术有机结合，应用于运营期铁路隧道的安全监测。通过分析静态、通车等情况下的监测数据，结合仿真模型，初步探讨光学传感应用于运营期铁路隧道监测的可行性，旨在为相关工程技术研究提供参考和借鉴。
光学传感 光学视频位移 光纤光栅传感 隧道监测 仿真模型 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312006
1西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054
随着中国铁路里程跨越式增长，铁路货车重载化程度不断提高。利用铁路沿线既有通信光缆提出了一种基于光纤中背向瑞利散射信号干涉技术，光纤发生细微振动时，会导致扰动位置的光纤相位及折射率发生变化从而产生背向瑞利散射光。对前后时刻瑞利信号曲线进行差值运算，差分曲线上干涉光强信号发生变化的位置，对应扰动发生的位置，从而实现对铁路车辆的识别和定位，通过采集振动信号的时频特性域信号进行分析，提取信号强度、列车长度和车厢个数等特征，对车型进行精确识别。该技术与传统定位技术相比，可以实现长距离监测，且传感光纤埋藏于铁路两旁的地下，有利于光纤的隐蔽和保护。实验测试结果表明，系统对列车位置的定位误差在±10 m内，可以实现25 km内对列车速度以及位置的监测。
1 西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054
2 西安外事学院工学院，陕西 西安 710077
3 西安理工大学土木建筑工程学院，陕西 西安 710048
当前技术发展针对建筑结构物健康监测存在一定的探索应用领域，作为传感器性能尚佳的光纤光栅类传感器在土木结构中的应用较为广泛。基于此技术，将光纤光栅物联网传感应用于异形结构健康监测，主要介绍了光纤光栅的结构原理和性能优势，结合工程项目实例，研究了光纤布拉格光栅（FBG）在异形结构健康监测中的相关应用方式并进行数据分析。该研究表明，FBG类传感器可以应用于异形结构健康监测中，同时对于其他相关土木基建结构也存在一定的推广及应用价值。
结构健康监测 光纤传感 异形结构 光纤光栅 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0505001
