T/CI 460-2024 长距离地下建筑物本体结构安全健康状态分布式光纤实时监测预警技术规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
文档概述
- 目的：规范长距离地下建筑物本体结构安全健康状态的分布式光纤实时监测预警技术，确保系统的设计、安装、测试、验收和维护符合标准要求。
- 适用范围：适用于市政、交通、水利水电、人防、石化等行业的长距离地下建筑物（如隧洞、隧道、管道、涵洞、管廊等）的监测工程。
- 核心原则：强调“全光型”系统（光纤本质安全、无源），确保实时监测、精准预警和数据处理。
- 发布机构：中国国际科技促进会，起草单位包括百世通(浙江)安全科技有限公司、东南大学等多家机构。
2. 规范性引用文件
文档引用了多项国家标准和行业标准，确保技术规范的兼容性和合规性。关键引用文件包括：
- 通用标准：如GB/T 1.1-2020（标准化文件结构）、GB/T 4208-2017（外壳防护等级）。
- 光纤相关标准：GB/T 9771.1（单模光纤）、GB/T 12357.1（多模光纤）、GB/T 7424.21/22（光缆机械和环境性能测试）。
- 安全与环境标准：GB 4793.1（电气设备安全）、GB/T 17626.2（电磁兼容）、GB/T 22239（网络安全）。
- 数据与平台标准：GB/T 43245（数据交换）、CJJ/T 100（地理信息系统）。
- 完整列表：文档共引用24项标准，覆盖光纤性能、解调仪测试、平台集成等方面。
3. 术语和定义
文档定义了关键术语，确保统一理解：
- 分布式光纤传感器 (DOFS)：实现分布式应变（变形）、温度、振动（声音）传感功能的光纤设备，包含一芯或多芯光纤及保护层（3.1）。
- 信号解调仪：包括应变（变形）解调仪（接收反馈信号并转换为应变数据）、温度解调仪（转换为温度数据）、振动（声音）解调仪（识别外力危害事件）（3.2-3.4）。
- 长距离地下建筑物：敷设于地下的长距离结构，如隧道、管道等（3.5）。
- 全光型：强调光纤本质安全、无源特性（3.6）。
- 风险监测预警平台：物联网平台，用于数据显示、报警、存储和AI分析（3.7）。
- 其他关键术语：如分布式光纤传感器米标（长度标识）、最大监测距离、误报（未发生事件但报警）、漏报（发生事件但未报警）等（3.8-3.13），均附计算公式和指标要求。
4. 一般要求
规定了系统组成、功能及组件技术要求，是文档的核心部分。
4.1 全光型风险监测预警系统
- 系统组成：包括分布式光纤传感器、信号解调仪、通信网络和风险监测预警平台（图1）。系统测试物理量为应变（变形）、温度、振动（声音）。
- 基本功能：
- 实时数据采集与解析：解调仪采集数据并编码为特征信息，上传平台（a项）。
- 多区域报警设置：支持不同区域设置不同报警值，实现精准定位和多事件同时报警（b项）。
- 边缘计算与实时上传：完成数据处理，实时上传异常数据（c项）。
- GIS集成：结合地理信息系统显示坐标位置（d项）。
- 数据存储与备份：自动存储数据，周期≥12个月（e项）。
- AI预警：通过AI技术二次处理，提升预警准确度（f项）。
- 数据交换：支持与其他物联网平台交互（g项）。
- 机器学习：更新数据库，优化预警（h项）。
- 接口预留：为运维单位预留数据接入接口（i项）。
4.2 分布式光纤传感器
- 组成与材料：由单/多模光纤（≥1芯）和防护层组成，护套需低烟、无毒、耐高温，特殊环境防动物破坏（4.2.1-4.2.2）。
- 物理性能：符合表1要求，如衰减≤0.35 dB/km（1310nm）、耐温-40℃~+150℃、允许拉伸力（长期300N/短期600N）、最小弯曲半径≥20D（D为直径）。测试方法参照GB/T 7424.21/22（4.2.3）。
- 米标要求：外表面标注1m间隔米标，长度误差0%~1%（4.2.4）。
- 光纤规格：多模光纤符合GB/T 12357.1，单模光纤符合GB/T 9771.1/3，损耗指标见表2（4.2.7）。
- 接头要求：接头盒符合YD/T 814.1，熔接损耗≤0.05 dB（4.2.8-4.2.9）。
4.3 分布式光纤信号解调仪
- 技术指标：
- 应变（变形）解调仪：单通道监测距离1-50km，应变量程8000με，空间分辨率4m@50km，精度±5με（表3）。
- 温度解调仪：单通道距离≥15km，测温范围-40℃~+150℃，精度±0.5℃，定位误差<1.0m（表4）。
- 振动（声音）解调仪：单通道距离≥40km，空间分辨率20m，事件识别时间≤120s（表5）。
- 环境要求：工作温度-20℃~+50℃，湿度5%~95%，防护等级≥IP53（4.3.4-4.3.5）。
- 耐环境测试：通过低温、高温、湿热等测试，偏差≤9%（表6）。
- 安全与通信：电气安全符合GB 4793.1，网络带宽≥100Mbps，接口符合GB/T 34068（4.3.11-4.3.12）。
- 电源与机柜：支持220V交流电源，机柜材质不锈钢或镀锌铁皮（厚度≥1.2mm），防护等级室内IP55、户外IP55（4.3.9-4.3.10）。
4.4 风险监测预警平台
- 软件环境：部署符合GB/T 9361-2011 C级及以上标准（4.4.1）。
- 显示功能：
- 集成GIS地图，显示地下建筑物图和关键节点（4.4.2.1）。
- 坐标图显示：横坐标为位置（可缩放至1.0m），纵坐标为物理量（应变单位με、温度单位℃、振动单位dB），支持实时与历史数据叠加（4.4.2.2-4.4.2.5）。
- 报警功能：支持分段分级报警，阈值可设。报警准确度≥95%（如机械施工、人为挖掘），响应时间≤2min，支持PC/移动端通知（4.4.3）。误报率≤4%，漏报率≤1%（表7）。
- 数据管理：自动存储数据≥12个月，支持备份和报表导出（4.4.4）。
- 数据交换：符合GB/T 43245，确保安全高效（4.4.5）。
- 平台标准：
- 基础数据：覆盖管网全生命周期，包括空间拓扑、属性数据、监测数据（压力、温度等）、应急管理数据（保留>5年）（4.4.6.1）。
- 数据管理：建立质量体系，命名编码唯一，数据采集带时间/位置标签（4.4.6.2）。
- 平台与通信：支持高可用集群，通信接口安全冗余（4.4.6.3）。
5. 安装
规范安装流程，确保系统可靠部署。
5.1 分布式光纤传感器安装
- 一般规定：施工前需开盘测试（检查包装、长度、损耗），编制施工方案（5.1.1）。
- 敷设要求：缓慢展放，避免拖拽；紧贴建筑物内壁，间距≤2.0m（顶部、腰部），不影响行车安全；记录接头盒位置和里程信息（5.1.2）。
- 接头盒安装：预留光纤≥5m，安装高度1.5m；接头熔接损耗≤0.05dB，曲率半径≥30D（5.1.3）。
5.2 解调仪与报警主机安装
- 一般规定：到货检验（包装、备件、说明书）（5.2.1）。
- 机柜布置：机房温度15℃~28℃，湿度30%~80%；机柜垂直度偏差≤2%；电源220V/50Hz，符合GB 19517（5.2.2）。
- 通电检查：设备标签齐全，接地良好，开机测试无故障（5.2.2.4-5.2.2.7）。
5.3 监测预警平台安装
- 服务端部署于云服务器或自有机房，客户端集成到监控中心（5.3）。
6. 标定和测试
确保系统性能和精度，通过模拟测试验证。
6.1 一般规定
- 测试设备要求检查光路完整性，指示灯正常，系统安装后必须调试（6.1）。
6.2-6.4 测试内容
- 温度误差验证：在起点、中点、终点测试，使用恒温装置（40℃、60℃、80℃），误差计算按公式ΔT = ∑|T_i - T_0i|/3，平均值≤1℃（6.3.1）。
- 振动（声音）误差验证：测试机械（小型挖掘机）和人工（铁锹）动作，报警准确率≥95%，误报率≤4%，漏报率≤1%（6.3.2，表8）。
- 应变（变形）误差验证：使用拉力加载设备校准，误差值≤±10με（分A-D级量程）（6.3.3，表9）。
- 定位误差验证：测试点间距1m（温度/振动）或50m（应变），误差计算ΔX = |X_i - X_0|，所有点误差≤1m（6.4）。
6.5 异常事件识别
- 通过AI算法分析特征事件数据库，识别事件种类（如机械施工、自然灾害）（6.5）。
6.6-6.7 平台测试
- 综合测试信号强度、距离，并验证显示、报警功能（如阈值触发测试）（6.6-6.7）。
7. 验收报告
规范验收流程和报告内容。
- 验收方式：线上或线下（7.1.1）。
- 验收内容：
- 硬件系统：光纤传感器、解调仪、服务器等。
- 软件平台：操作系统、监测软件。
- 应用系统：模拟测试结果。
- 文档：验收报告、测试记录、用户手册（7.1.2）。
- 报告模板：包括项目信息、概述、测试环境（硬件/软件/文档/人员）、验收结果、总结和签字（图2）。
8. 运行和维护
确保系统长期稳定运行。
- 服务内容：定期检查硬件（网络设备、主机）和软件（操作系统、数据库），备份数据增量，校准传感器，清洁设备（8.1）。
- 应急处理：排查问题（硬件/软件故障），建立备件库，详细记录处理过程（8.2）。
- 系统更新：定期软件更新（修复漏洞）、硬件升级、数据备份（确保学习新内容后数据库安全）（8.3）。
总结评述
该技术规范全面覆盖了分布式光纤监测系统的全生命周期，从设计到维护，强调实时性、安全性和AI驱动的预警能力。核心亮点包括严格的性能指标（如±5με精度、≤1m定位误差）、全光型无源设计确保本质安全，以及集成GIS和AI的平台功能。适用于各类地下工程，能有效提升结构安全监测的准确性和效率。如需特定细节（如测试公式或标准列表），可进一步参考文档原文。
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