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龙图腾网恭喜中铁第一勘察设计院集团有限公司;陕西图南数字科技有限公司申请的专利光纤声波综合监测探测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119492421B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510081589.0，技术领域涉及：G01D21/02；该发明授权光纤声波综合监测探测方法及系统是由汪珂;刘曹宇;屈长杰;李莹;肖磊;令宜凡;邓明;曹伟;喻忠设计研发完成，并于2025-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本光纤声波综合监测探测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种光纤声波综合监测探测方法及系统，在隧道内布设多根光缆以及DAS光纤声波传感器设备，并通过DAS光纤声波传感器设备在隧道环境内发射超声波和次声波，所述超声波用于监测隧道壁轮廓，所述次声波用于监测隧道外地质异变情况；通过光缆感知到隧道环境内的各种声波信号并引起光缆震动，光缆将震动信号传递给DAS光纤声波传感器设备，并通过DAS光纤声波传感器设备将震动信号传递至云平台；通过云平台对接收到的光缆震动信号进行处理和分析，实现对列车运行状态、隧道壁轮廓以及隧道外地质异变情况的监测与异常报警；光缆便宜且不会因为受到隧道内人员脚踢而影响正常监测，可长期大量在隧道中进行监测。

本发明授权光纤声波综合监测探测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种光纤声波综合监测探测方法，其特征在于，所述方法包括：在隧道内布设多根光缆以及DAS光纤声波传感器设备，并通过DAS光纤声波传感器设备在隧道环境内发射超声波和次声波，所述超声波用于监测隧道壁轮廓，所述次声波用于监测隧道外地质异变情况；通过光缆感知到隧道环境内的各种声波信号并引起光缆震动，光缆将震动信号传递给DAS光纤声波传感器设备，并通过DAS光纤声波传感器设备将震动信号传递至云平台；隧道环境内的各种声波信号包括：列车运行产生的声波信号、超声波在隧道壁的回弹信号以及次声波穿过隧道壁后在隧道外地层的回弹信号；通过云平台对接收到的光缆震动信号进行处理和分析，实现对列车运行状态、隧道壁轮廓以及隧道外地质异变情况的监测与异常报警；通过云平台对接收到的光缆震动信号进行处理和分析，具体包括：对检测到的信号进行小波变换去除噪声；通过统计分析获取不同事件下的频率范围，采用自适应滤波器对特定频率范围内的信号进行滤波增强，提取出不同事件下的单独信号频谱；对不同事件下的单独信号频谱进行构建概率模型和时频转换处理，提取出关键频谱特征，通过频谱特征分析或利用预训练的机器学习模型识别不同频谱特征对应的事件类型，包括列车运行、隧道壁反射以及隧道外各种地质异变，隧道外各种地质异变包括地质中空层、水位变化以及异物入侵；对隧道壁轮廓的监测，具体包括：当隧道内无列车行驶时，通过超声波定位算法实现隧道壁轮廓的测量，包括：当超声波声源开始主动发射超声波信号，设经t1时间声源发出的超声波信号首次到达位于隧道壁的光纤上某一位置，由于声波信号在不同介质中的频率不变而速度发生变化，通过额外实验测得声波在隧道中的传播速度c，则由y1＝c×t1得到在相应位置处隧道壁距声源的距离y1，同理，在DAS光纤声波传感器设备的空间分辨率允许范围内对下一位置进行同样处理，得到下一位置处隧道壁距声源的距离y2，以此类推得到其他各位置处隧道壁距声源的距离，由此构建出隧道壁的大致范围与空间模型；对隧道外地质异变情况的监测，具体包括：若识别到隧道外存在地质中空层，则当隧道内无列车行驶时，通过次声波定位算法实现隧道壁外地质层空洞监测，包括：当次声波声源开始主动发射次声波信号，设经t1时间声源发出的次声波信号首次到达位于隧道壁的光纤上某一位置并部分透射继续在隧道外的介质层内继续传播，当遇到空洞时，次声波将在地质层-空洞界面发生明显的反射，设反射信号经过一定时延后在t2时间返回到光纤的同一位置处，则次声波信号在相应过程中的传播时间为Δt＝t2-t1；由于声波信号在不同介质中的频率不变而速度发生变化，通过额外实验测得声波在地质层中的传播速度c，则由x1＝c×Δt2得到在相应位置处周边的地质层-空洞界面位置距离x1，同理，在DAS光纤声波传感器设备的空间分辨率允许范围内对下一位置进行同样处理，得到下一位置处周边的地质层-空洞界面位置距离x2，以此类推得到其他各位置处的地质层-空洞界面位置距离，由此构建出空洞的大致范围与空间模型。

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