1.一种无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,包括:将无缝线路钢轨变形在线监测系统中的设备依次连接,形成光路闭合回路,所述无缝线路钢轨变形在线监测系统包括传感光纤、中继盒(1)、光纤解调仪(4)和工控机(5),所述传感光纤设在钢轨(2)的轨腰处,用于实时监测钢轨应变变化,所述中继盒(1)安装在所述钢轨(2)的轨底处,连接所述传感光纤,用于标记每个传感光纤测区段,所述光纤解调仪(4)通过跳线连接所述传感光纤,用于向所述传感光纤发射并接收脉冲光和连续光,采集所述传感光纤的监测数据,所述工控机(5)通过数据传输线连接所述光纤解调仪(4),用于处理和分析所述监测数据;对每个传感光纤测区段进行标定,包括测区起止位置的标定、测区内测点的标定及测区对应点位的标定;对所述无缝线路钢轨变形在线监测系统进行设备调试;根据获取的布里渊频率数据计算温度变化量,剔除温度影响,计算得到钢轨的实际纵向变形量,识别钢轨异常;所述测区起止位置的标定包括:使用光纤解调仪(4)向传感光纤发射并接收脉冲光和连续光,检测返回的布里渊散射信号,获取基准状态下的布里渊频率沿光纤长度的分布曲线;对每个所述传感光纤测区段的两端边界处的所述传感光纤施加温度变化;获取因温度变化引起的布里渊频率的偏移曲线,在所述偏移曲线中查找波峰,波峰的位置对应所述传感光纤的空间位置,定位到所述传感光纤测区段的起点和终点;所述根据获取的布里渊频率数据计算温度变化量,剔除温度影响,计算得到钢轨的实际纵向变形量,识别钢轨异常包括:所述传感光纤包括应变监测光纤(301)和温度监测光纤(302);所述应变监测光纤(301)和所述温度监测光纤(302)在一段所述传感光纤测区段结束处熔接为一体;使用光纤解调仪(4)从应变监测光纤(301)和温度监测光纤(302)处获取布里渊频率数据;计算第i个测点处温度监测光纤(302)的布里渊频率变化量 ,其中, 为所述测点处的布里渊频率, 为所述测点的基准频率;计算得到第i个所述测点的温度变化量 ,其中, 为所述温度监测光纤(302)的频率温度转换系数;计算得到温度变化引起的频率变化量 ,其中, 为所述应变监测光纤(301)的频率温度转换系数;从所述应变监测光纤(301)的布里渊频率变化量 中剔除温度变化引起的频率变化量 以及钢轨的基准布里渊频率变化量 ,计算得到钢轨实际形变引起的布里渊频率变化量 ;计算得到第i个所述测点处的钢轨应变量 ,其中, 为所述应变监测光纤(301)的应变频率转换系数;根据应变和形变之间的关系,计算得到钢轨的实际纵向变形量 ,其中,L为测区的长度;将计算得到的所述实际纵向变形量与标准值比较,判断所述实际纵向变形量是否超出正常范围,识别出钢轨是否存在异常情况。
2.根据权利要求1所述的无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,所述应变监测光纤(301)通过所述跳线连接所述光纤解调仪(4)的开始端;所述温度监测光纤(302)通过所述跳线连接所述光纤解调仪(4)的结束端。
3.根据权利要求1所述的无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,所述中继盒(1)包括外壳、光纤接头(102)、卡具(101)和密封条;所述光纤接头(102)设在所述外壳内,连接所述传感光纤;所述卡具(101)安装在所述外壳上,固定在所述钢轨(2)的轨底处;所述密封条设在所述外壳的连接处。
4.根据权利要求1所述的无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,所述测区内测点的标定包括:对每个所述传感光纤测区段内的所述传感光纤进行连续测量,采集原始数据;对所述原始数据进行滤波处理,去除噪声和无效数据,得到平滑信号曲线;对所述平滑信号曲线进行分析,提取典型特征参数;检查提取的所述典型特征参数是否符合类正弦曲线特征,若符合,则进行峰值计算,若不符合,则重新采集原始数据并处理;进行峰值计算,识别所述平滑信号曲线中的峰值A,标记曲线的起始位置横坐标X 1 和结束位置横坐标X 2 ,其中,X 2 >X 1 ;计算所述平滑信号曲线的半峰值A/2,获取所述平滑信号曲线上幅值为半峰值的点的横坐标x 1 ,x 2 ,…x i ,…;根据X 1 ≤x i ≤X 2 ,筛选得到每个所述传感光纤测区段内的有效的测点。
5.根据权利要求4所述的无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,所述测区对应点位的标定包括:将对应变监测区段和温度监测区段内的点位进行一一匹配,应变测点与温度测点的地理位置相同;得到所述传感光纤测区段内的测点对。
6.根据权利要求1所述的无缝线路钢轨变形在线监测方法,其特征在于,所述对所述无缝线路钢轨变形在线监测系统进行设备调试包括:对调试光纤进行模拟钢轨形变的纵向张拉测试,验证所述调试光纤感知应变信号的灵敏性和数据传输的可靠性;调试光纤解调仪(4)的光源强度的稳定性;调试工控机(5)的软件采集模式。