智能監(jiān)察:全球鐵路安全的革命性突破

香港理工大學世界首創(chuàng)基于光電子傳感技術的智能火車鐵路監(jiān)察系統(tǒng)

“這是一種全新的應用，用光纖對鐵路進行保護。這項技術很特殊，在100公里之外都能看到。用它來測震動，車輪過的時候也能看到板面，可視反饋來的全是光，簡單的說，比如是白光，有一點變化了，就成了藍光、紅光，就知道發(fā)生什么事了。這個不影響它的信號。傳統(tǒng)的傳感器有它很大的安全隱患，信號弱了，可能就會看錯。而現(xiàn)在卻不存在這種情況，信號弱點，但藍色還是藍色，這個很明確。傳統(tǒng)的檢測方法是通過單磁波技術，測試的距離不超過10米。傳統(tǒng)應用很普通的，主要是測火車的頻率?！闭劦竭@里，香港理工大學電機工程學系講座教授譚華耀教授很是自豪。

香港理工大學此項技術乃全球首套智能鐵路監(jiān)測網(wǎng)絡，是利用先進光纖光柵傳感器，把機械應變轉(zhuǎn)換成反射光波長的變化。通過監(jiān)測光波長的變動，對機械應變進行測量，技術能應用于機械和土木工程項目如車輛、橋梁、高樓、水堤等，監(jiān)測其結(jié)構(gòu)的變動情況，讓管理單位能及早進行維修、檢視工作。此系統(tǒng)現(xiàn)已應用于香港鐵路公司，借以監(jiān)測路軌與車廂的安全。此尖端的光纖技術屢獲國際獎項。2004年，其“光纖光柵鐵路監(jiān)測系統(tǒng)”于瑞士日內(nèi)瓦舉行的第三十二屆國際發(fā)明及創(chuàng)新技術與產(chǎn)品展覽中榮獲金獎，亦于同年在上海市舉行的第五屆中國發(fā)明展中獲得銅獎。

“這種新技術已經(jīng)在香港應用了35公里，用了5個億。跟傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，這個系統(tǒng)在香港的話，成本是1000萬。我們是兩頭算，不僅能算到車的輪子，還能算到它的震動，另外它的重量多少，能判斷到。

打雷不受影響，傳統(tǒng)卻受影響。關于知識產(chǎn)權方面，香港理工大學已經(jīng)在國內(nèi)申請，在美國、歐洲、日本、加拿大等都拿到了。用了2年半時間從跟鐵道部下來，跟北方交通大學合作，我們做光的傳導，他們做其他的部分。這個設備保護很好。標準都應該用它的，每一段的都有?！?/p>

火車軸是很容易斷的，大概在10年前，德國火車撞車了，死了不少人。用了這個系統(tǒng)后就知道有沒有輪子，系統(tǒng)安裝在鐵路的控制室里。這項技術也是有圖表的，可以放在火車上檢測軌道。

本項目的目標是研發(fā)世界上首個基于光電子傳感技術的“智能鐵路傳感網(wǎng)路”。該技術不但能夠?qū)β奋壖傲熊囎鲗崟r監(jiān)察，還可以測量在鐵路系統(tǒng)中火車的位置、速度和質(zhì)量。此外，“智能鐵路傳感網(wǎng)絡”還可以伸展至鐵路系統(tǒng)中其他的部分，例如架空高壓電纜、變壓器、及電動扶梯等進行監(jiān)測的工作。

理大協(xié)理副校長、光纖專家衛(wèi)炳江教授介紹，理大研發(fā)的精密鐵路監(jiān)測系統(tǒng)，利用先進光纖柵傳感器，把機械應變轉(zhuǎn)換成反射光波的變化。通過監(jiān)測光波長的變化，可以對機械應變進行測量，這一技術可以用于機械和土木工程中對如車輛、橋梁、高樓、水堤等結(jié)構(gòu)的變形進行監(jiān)測。與傳統(tǒng)技術相比，一條微細的超過50千米的光纖即可輸送及記錄大量的訊息，不許輔設復雜的電線，已能進行復雜的信號處理，通過分析這些信號樣本，使用者得到一系列非?？捎梅浅５偷某杀尽Ｍ高^此系統(tǒng)使用大量的資料。此尖端技術更可應用于各種不同的換能器上。

項目簡介

特色與優(yōu)點:

能抵抗腐蝕及電磁干擾;

體積小，重量輕 ;

適用于高?；蛞兹辑h(huán)境;

布線簡易及可多路傳輸;

一種光柵技術可制造多種感應器。

應用:

土木工程——建筑物結(jié)構(gòu)健康監(jiān)察 ;

交通管理 :

公路行車監(jiān)察及收費系統(tǒng);

鐵路工程:

鐵路交通管理，出軌防御及鐵路健康監(jiān)察

后勤管理:資產(chǎn)及存活管理

飛機工程:FBG的純光學信號不會影響飛機上的精密電子儀器。

獎項:

2000香港國際照明發(fā)展展覽會獎(2000年11月)

第三十二瑞士日內(nèi)瓦國際照明及創(chuàng)新技術與產(chǎn)品展覽金獎(2004年4月)

第五屆中國國際發(fā)明展覽會銅獎(2004年9月)