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龍圖騰網恭喜中鐵第一勘察設計院集團有限公司;陜西圖南數字科技有限公司申請的專利光纖聲波綜合監測探測方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119492421B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510081589.0，技術領域涉及：G01D21/02；該發明授權光纖聲波綜合監測探測方法及系統是由汪珂;劉曹宇;屈長杰;李瑩;肖磊;令宜凡;鄧明;曹偉;喻忠設計研發完成，并于2025-01-20向國家知識產權局提交的專利申請。

本光纖聲波綜合監測探測方法及系統在說明書摘要公布了：本發明公開了一種光纖聲波綜合監測探測方法及系統，在隧道內布設多根光纜以及DAS光纖聲波傳感器設備，并通過DAS光纖聲波傳感器設備在隧道環境內發射超聲波和次聲波，所述超聲波用于監測隧道壁輪廓，所述次聲波用于監測隧道外地質異變情況；通過光纜感知到隧道環境內的各種聲波信號并引起光纜震動，光纜將震動信號傳遞給DAS光纖聲波傳感器設備，并通過DAS光纖聲波傳感器設備將震動信號傳遞至云平臺；通過云平臺對接收到的光纜震動信號進行處理和分析，實現對列車運行狀態、隧道壁輪廓以及隧道外地質異變情況的監測與異常報警；光纜便宜且不會因為受到隧道內人員腳踢而影響正常監測，可長期大量在隧道中進行監測。

本發明授權光纖聲波綜合監測探測方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種光纖聲波綜合監測探測方法，其特征在于，所述方法包括：在隧道內布設多根光纜以及DAS光纖聲波傳感器設備，并通過DAS光纖聲波傳感器設備在隧道環境內發射超聲波和次聲波，所述超聲波用于監測隧道壁輪廓，所述次聲波用于監測隧道外地質異變情況；通過光纜感知到隧道環境內的各種聲波信號并引起光纜震動，光纜將震動信號傳遞給DAS光纖聲波傳感器設備，并通過DAS光纖聲波傳感器設備將震動信號傳遞至云平臺；隧道環境內的各種聲波信號包括：列車運行產生的聲波信號、超聲波在隧道壁的回彈信號以及次聲波穿過隧道壁后在隧道外地層的回彈信號；通過云平臺對接收到的光纜震動信號進行處理和分析，實現對列車運行狀態、隧道壁輪廓以及隧道外地質異變情況的監測與異常報警；通過云平臺對接收到的光纜震動信號進行處理和分析，具體包括：對檢測到的信號進行小波變換去除噪聲；通過統計分析獲取不同事件下的頻率范圍，采用自適應濾波器對特定頻率范圍內的信號進行濾波增強，提取出不同事件下的單獨信號頻譜；對不同事件下的單獨信號頻譜進行構建概率模型和時頻轉換處理，提取出關鍵頻譜特征，通過頻譜特征分析或利用預訓練的機器學習模型識別不同頻譜特征對應的事件類型，包括列車運行、隧道壁反射以及隧道外各種地質異變，隧道外各種地質異變包括地質中空層、水位變化以及異物入侵；對隧道壁輪廓的監測，具體包括：當隧道內無列車行駛時，通過超聲波定位算法實現隧道壁輪廓的測量，包括：當超聲波聲源開始主動發射超聲波信號，設經t1時間聲源發出的超聲波信號首次到達位于隧道壁的光纖上某一位置，由于聲波信號在不同介質中的頻率不變而速度發生變化，通過額外實驗測得聲波在隧道中的傳播速度c，則由y1＝c×t1得到在相應位置處隧道壁距聲源的距離y1，同理，在DAS光纖聲波傳感器設備的空間分辨率允許范圍內對下一位置進行同樣處理，得到下一位置處隧道壁距聲源的距離y2，以此類推得到其他各位置處隧道壁距聲源的距離，由此構建出隧道壁的大致范圍與空間模型；對隧道外地質異變情況的監測，具體包括：若識別到隧道外存在地質中空層，則當隧道內無列車行駛時，通過次聲波定位算法實現隧道壁外地質層空洞監測，包括：當次聲波聲源開始主動發射次聲波信號，設經t1時間聲源發出的次聲波信號首次到達位于隧道壁的光纖上某一位置并部分透射繼續在隧道外的介質層內繼續傳播，當遇到空洞時，次聲波將在地質層-空洞界面發生明顯的反射，設反射信號經過一定時延后在t2時間返回到光纖的同一位置處，則次聲波信號在相應過程中的傳播時間為Δt＝t2-t1；由于聲波信號在不同介質中的頻率不變而速度發生變化，通過額外實驗測得聲波在地質層中的傳播速度c，則由x1＝c×Δt2得到在相應位置處周邊的地質層-空洞界面位置距離x1，同理，在DAS光纖聲波傳感器設備的空間分辨率允許范圍內對下一位置進行同樣處理，得到下一位置處周邊的地質層-空洞界面位置距離x2，以此類推得到其他各位置處的地質層-空洞界面位置距離，由此構建出空洞的大致范圍與空間模型。

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