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基于傳感器可預報地震的智能鐵軌在德國問世

http://www.gfxsecure.com  來源:儀眾國際 類別:行業資訊-行業動態 更新時間:2009-07-07 閱讀
       日前,新一代可以精確測定地震波到達鐵路的時間和方位,還可分辨出地震、火車、人或動物所引發的不同震頻,從而可以避免人員傷亡的智能鐵軌在德國成功研制出。
        據德國《世界》介紹,這種新一代智能鐵軌由德國卡爾斯魯厄大學(Universit Karlsruh)等三所大學的科研人員聯合研制。它最大的功能就是能及時偵測到前方軌道的險情,指示列車減速或暫停。
        對于許多國家來說,鐵路系統的危險預報機制還很不成熟,有些國家即使有,也因為軌道傳感器長期安置在鐵路上,處于日曬雨露,地質情況十分復雜,而很難發揮正常作用,甚至往往失效,尤其是不同震波的信號混雜在一起,傳感器將無法及時檢測到相對微弱的P波(P波是地震來臨前的一種預報波)。
        因此,德國的這個名為“EWS Transport”研究小組開發出了適用于絕大多數國家和地區的新一代智能鐵軌網絡系統,它相當于世界上最大的地震傳感器。
        該系統的工作原理其實并不復雜:鐵軌上的傳感器在檢測到地震的前奏——P波之后,便會報告中央計算機,后者會分析震中位置并創建地震圖,在三秒鐘內精確測定地震的強度和破壞程度,同時計算出強震波到達的時間和地點,預測可能出現的軌道斷裂和隧道坍塌。緊接著,中央計算機將在數分鐘內創建精確到米的地震規模圖,生成對比數據和受損鐵路的目錄,同時制定出緊急行動計劃。在地震達到一定級數之后,中央計算機還會干預交通系統,指示列車停下或減速。參與該項目的地球物理學教授弗里德曼·文策爾(Professor Friedemann Wenzel)將其命名為“實時地震學”(Echtzeitseismologie)。
        簡言之,智能鐵軌可以不斷提高震災情況分析的精確度和完整度,相當于一個擁有自我調適能力和學習能力的神經網絡系統。它可以應用于各個國家和地區——從風險較低的萊茵河上游到地震頻繁的印度尼西亞。
        為了解決預警系統的信號干擾問題,研究人員還開發出了一種“嵌入式鐵路系統” (ERS,Embedded Rail System),該系統已在德國、西班牙和荷蘭的部分社區投入實際應用。據埃伯哈德·霍奈克(Eberhard Hohnecker)教授介紹,鐵路附近的街道交通、農場拖拉機或是火車本身傳來的震動都會對傳感系統造成一定的干擾,而ERS系統可以清楚地分辨出頻率高達30赫茲的地震波和幾百赫茲的火車震動。通常軌道系統的每公里組件個數高達55000,而ERS系統僅由軌道、基地、擁有彈性容量和傳感儀的混合器三部分組成,這一結構為強大的信號分離功能提供了良好的前提條件。另一方面,在實際應用中,ERS系統各個組件間的距離可達1.5公里,人們可以根據自身需要選擇不完全安裝。
        目前研究人員正致力于改善ERS分析系統,他們將傳感器、敏感度較高的電線圈和光學手段結合起來,使其初步具備了識別動物蹄聲的能力。在未來,ERS系統有望自動識別軌道闖入者。與此同時,奧地利科學家正致力于研究碎石、泥漿和雪崩碎片等所引發的不同信號。目前,研究人員已獲得了巴登符騰堡州地震局(Landeserdbebendienst Baden-Württemberg)的數據支持,并在德國西南部進行了一系列的相關實驗。
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