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可预报地震的智能铁轨在德国成功研制出

行业聚焦点中国仪表网2009年07月08日 09:33人气:4274

日前,新一代可以精确测定地震波到达铁路的时间和方位,还可分辨出地震、火车、人或动物所引发的不同震频,从而可以避免人员伤亡的智能铁轨在德国成功研制出。
        
    据德国《世界》介绍,这种新一代智能铁轨由德国卡尔斯鲁厄大学(Universit Karlsruh)等三所大学的科研人员联合研制。它最大的功能就是能及时侦测到前方轨道的险情,指示列车减速或暂停。
        
    对于许多国家来说,铁路系统的危险预报机制还很不成熟,有些国家即使有,也因为轨道传感器长期安置在铁路上,处于日晒雨露,地质情况十分复杂,而很难发挥正常作用,甚至往往失效,尤其是不同震波的信号混杂在一起,传感器将无法及时检测到相对微弱的P波(P波是地震来临前的一种预报波)。
        
    因此,德国的这个名为“EWS Transport”研究小组开发出了适用于绝大多数国家和地区的新一代智能铁轨网络系统,它相当于世界上最大的地震传感器。
        
    该系统的工作原理其实并不复杂:铁轨上的传感器在检测到地震的前奏——P波之后,便会报告中央计算机,后者会分析震中位置并创建地震图,在三秒钟内精确测定地震的强度和破坏程度,同时计算出强震波到达的时间和地点,预测可能出现的轨道断裂和隧道坍塌。紧接着,中央计算机将在数分钟内创建精确到米的地震规模图,生成对比数据和受损铁路的目录,同时制定出紧急行动计划。在地震达到一定级数之后,中央计算机还会干预交通系统,指示列车停下或减速。参与该项目的地球物理学教授弗里德曼·文策尔(Professor Friedemann Wenzel)将其命名为“实时地震学”(Echtzeitseismologie)。 
        
    简言之,智能铁轨可以不断提高震灾情况分析的精确度和完整度,相当于一个拥有自我调适能力和学习能力的神经网络系统。它可以应用于各个国家和地区——从风险较低的莱茵河上游到地震频繁的印度尼西亚。 
        
    为了解决预警系统的信号干扰问题,研究人员还开发出了一种“嵌入式铁路系统” (ERS,Embedded Rail System),该系统已在德国、西班牙和荷兰的部分社区投入实际应用。据埃伯哈德·霍奈克(Eberhard Hohnecker)教授介绍,铁路附近的街道交通、农场拖拉机或是火车本身传来的震动都会对传感系统造成一定的干扰,而ERS系统可以清楚地分辨出频率高达30赫兹的地震波和几百赫兹的火车震动。通常轨道系统的每公里组件个数高达55000,而ERS系统仅由轨道、基地、拥有弹性容量和传感仪的混合器三部分组成,这一结构为强大的信号分离功能提供了良好的前提条件。另一方面,在实际应用中,ERS系统各个组件间的距离可达1.5公里,人们可以根据自身需要选择不完全安装。 
        
    目前研究人员正致力于改善ERS分析系统,他们将传感器、敏感度较高的电线圈和光学手段结合起来,使其初步具备了识别动物蹄声的能力。在未来,ERS系统有望自动识别轨道闯入者。与此同时,奥地利科学家正致力于研究碎石、泥浆和雪崩碎片等所引发的不同信号。目前,研究人员已获得了巴登符腾堡州地震局(Landeserdbebendienst Baden-Württemberg)的数据支持,并在德国西南部进行了一系列的相关实验。 
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