传感器组成，所述光纤传感器WM字型埋设在铁路一侧的边坡结构中，该埋设方法能够全 面有效无遗漏的监测边坡情况；所述控制柜包括能够产生累浦激光脉冲的光路模块、对光 路进行控制的电路模块W及向监控室发送数据的通信模块。该系统利用呈分布式埋设的光 纤传感器对铁路边坡变形实施监测；利用无线通信模块将采集的信息实时传输到控制柜； 该系统能够有效的预报边坡滑坡，并且能根据数据的变化趋势预测可能发生的边坡滑坡， 具有稳定性高、抗干扰能力强、信号传输距离远等诸多特点，为铁路安全行车提供了安全保 障，是对现有铁路防灾安全监控系统的重要补充。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明所述预警系统的总体结构示意图；
[0043] 图2为光纤传感器铺设示意图；
[0044] 图3为信号传输示意图；
[0045] 图4为预警过程示意图；
[0046] 图5为该系统采集的布里渊频移与空间距离的关系示意图；
[0047] 图6为图5中采集得到的数据对应的应力与空间距离的关系；
[0048] 图7为光环行器连接方式图；
[0049] 标号说明；1-边坡，2-光纤传感器，3-光路模块，4-电路模块，5-信号发射模块， 6-控制柜，7-信号接收模块，8-服务器，9-控制室监视器，10-扩展计算机，11-扩展平板电 脑，12-扩展手机。
【具体实施方式】
[0050] 下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0化1] 如图2所示，一种基于分布式光纤传感的铁路边坡滑坡信息采集系统，包括线性 连续监测序列及控制柜；
[0化2] 所述控制柜6与所述线性连续监测序列通信相连；
[0053] 所述线性连续监测序列由埋设在边坡1的光纤传感器2组成，所述光纤传感器W M字型埋设在铁路一侧的边坡结构中；
[0054] 所述控制柜包括能够产生累浦激光脉冲的光路模块3、对光路进行控制的电路模 块4W及向监控室发送数据的信号发射模块5。
[0化5] 所述光纤传感器为单模石英光纤。
[0化6]【单模石英光纤能够采集到任意一点的应力变化情况。】
[0化7] 所述单模石英光纤埋设在铁路边坡表面W下5-20cm处。
[0化引所述光路模块包括依次相连的激光发射装置、脉冲调制装置、光纤放大器及光传 感模块。
[0化9]【所述激光发射装置，用于生成单一频率的激光；
[0060] 所述脉冲调制装置，用于激光脉冲的调制；
[0061] 所述光纤放大器，用于对光信号的放大；
[0062] 所述光传感模块，用于对传感光路进行控制，并且对散射光提供返回通路，W进行 相干检测；
[0063] 光传感模块能够对布里渊散射信号的能量进行测量，并且进行相干处理，得到布 里渊频移量的变化信号。】
[0064] 【激光在光线中存在布里渊散射现象，当受到外部因素，例如温度，应力等变化时， 背向布里渊散射光的频率会发生变化，其所述的变化量与温度和应力之间存在一定的相关 性。】
[00化]所述单模石英光纤通过光环行器与脉冲激光发射装置连接，光环行器的另一端与 光传感模块连接。
[0066] 【所述光环形器为S端口T形光环形器；】
[0067] 通过=个端口的光环行器将脉冲激光发射装置、传感光纤和接收装置连接起来 (系统所使用的光环行器是S端口的"T"形环行器，为了简便，左侧端口为1端口，右侧端口 为2端口，下侧端口为3端口）。根据光环行器的多端口输入输出的非互异特性及光信号只 能按照规定的端口顺序传输特性，系统选用的环行器的光信号传输顺序为：端口 1 一端口 2-端口 3。在本系统中，光信号从端口 1输入，即脉冲激光发射装置与端口 1连接，传感光 纤与端口 2连接，接收装置与端口 3连接，如图7所示。
[0068] 当光波在光纤中传播是，大部分光波是向前传导的，由于介质中存在该不均匀性， 会使光波的传播发生变化，有一小部分能量会偏离原来的方向并向其他方向弥散开来，该 就是光散射。其中布里渊散射是其中一种主要的光散射，布里渊的散射光频移的大小受到 外界环境因素的影响。工程中的实践证明，当光信号在1550nm光波段时，在光纤中传输的 损耗比其他光波段小得多，因此传输的距离更长，因此分布式光纤传感技术中选择激光器 的工作波长在1550nm附近。对于普通单模石英光纤在常温下，布里渊背向散射频移量与应 变关系如下：
[0069]Vb(e，T。）=Vb化T。）（1+4. 48 〇 (1)
[0070]其中，Vb(0,T。）是在温度为T。时，未施加应力的布里渊频移量，Vb(e，T。）为温度为 T。时，应力为e的布里渊频移量，e为应力的大小。
[0071] 布里渊频移的变化量为：
[007引AVb( 0 = 4. 48vb化T0)e似
[0073] 通过布里渊频移的变化量就可W反映光纤经过的点的周围的应力的变化情况，通 过应力的变化情况确定边坡的内在特性。
[0074] 所述电路模块包括：
[0075] 时序控制电路，对光路模块进行时序的控制，调整脉冲光的脉冲频率；
[0076] 模数转换电路，用于能将采集的模拟量转换为数字量发送给处理器单元；
[0077] 处理器单元，用于对采集信号的接收、处理W及对数据的存储和向外发送数据。
[0078] 所述通信模块为无线通信模块。
[0079] 如图1所示，一种基于分布式光纤传感的铁路边坡滑坡信息预警系统，利用所述 的一种基于分布式光纤传感的铁路边坡滑坡信息采集系统，将采集的数据通过现场的信号 发射模块5发送的控制室的信号接收模块7,能够在控制室监控器9实时查看，并且能够传 送至远程服务器8,并依据存储在服务器中的散射光强度、光纤传感器的测量总长度与对应 的测量位置关系，布里渊频移量的大小与应力大小关系，W及应力大小与边坡滑坡情况，确 定采集数据的完整性和当前的边坡滑坡情况，当边坡滑坡情况超过设定阔值时，触发预警 模块进行预警并且能通过扩展计算机10,扩展平板电脑11，扩展手机12向外发送预警信 号；
[0080] 通过接收到的光强度来来确定测量的长度，通过长度可W确定对应的位置，通过 最大的测量位置与光纤测量的总长度做比较来确定光纤是否断裂；
[0081] 通过埋设在边坡的光纤传感器得到的布里渊频移量与参考的光纤的频移量比较， 得到由应力变化带来的频移量的偏移变化的大小，从而确定对应的光纤传感所处位置的应 力的大小；
[0082] 通过应力大小确定对应的边坡滑坡情况。
[0083] 还包括与服务器相连的远程终端，所述服务器通过无线通信将采集数据和预警数 据发送到远程终端。
[0084] 由于边坡产生滑坡受到重力的作用，因此沿着边坡由上至下的应力发生变化，光 纤的埋设应该是至上而下或者之下而上的埋设，考虑光纤传感器的连续性，光纤埋设呈"M" 形，该样能有效的监测到边坡滑坡产生的滑移力。本发明中采用的是单端测量方法，在光纤 传感器的一端输入累浦脉冲激光信号，在同一端监测背向布里渊散射光，因此，光纤的一端 与环形器相连接，环行器为多端口的器件，激光脉冲只能沿着单方向环行传输，同方向具有 隔离的作用，因此能有效的检测到背向布里渊散射光。由于布里渊频移量主要受到温度和 应力变化的影响，并且其影响是相