相位敏感光時(shí)域反射計(jì)識(shí)別入侵事件算法研究.pdf

1、分布式光纖傳感系統(tǒng)具有抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好、靈敏度高以及可以實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn)，且傳感光纖可埋藏于地下，具有很好的隱蔽性，因此成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)，并被廣泛用于監(jiān)測(cè)國(guó)境、軍事基地、發(fā)電廠、石油管道、核設(shè)施及監(jiān)獄等重要區(qū)域和場(chǎng)所。本文基于相位敏感光時(shí)域反射（phase-sensitive Optical Time Domain Reflectrometer，簡(jiǎn)稱Φ-OTDR）系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了提高識(shí)別入侵事件準(zhǔn)確率的算法，該算法與

2、Φ-OTDR系統(tǒng)相結(jié)合，只需單芯光纖，就可實(shí)現(xiàn)不同位置多振動(dòng)事件的探測(cè)與定位，最大監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)達(dá)50公里。本文圍繞提高識(shí)別入侵事件準(zhǔn)確率的算法問(wèn)題，進(jìn)行了相關(guān)的研究工作：
　　1）分析了分布式光纖傳感技術(shù)在周界安防監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了基于Φ-OTDR的周界安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別入侵事件的原理。
　　2）針對(duì)基于Φ-OTDR的周界安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別入侵事件的技術(shù)難點(diǎn)，在前后時(shí)刻數(shù)據(jù)差值判斷算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了時(shí)間域單點(diǎn)振動(dòng)判斷、空間

3、域相鄰點(diǎn)振動(dòng)判斷、特征量峰值比例判斷相互結(jié)合的算法；通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明時(shí)間域單點(diǎn)振動(dòng)判斷與空間域相鄰點(diǎn)振動(dòng)判斷相結(jié)合的算法能100％對(duì)入侵事件進(jìn)行識(shí)別，準(zhǔn)確率高、實(shí)時(shí)性好、定位穩(wěn)定性高，并且適用于不同頻率下的入侵事件識(shí)別。
　　3）針對(duì)前后時(shí)刻數(shù)據(jù)差值判斷、時(shí)間域單點(diǎn)振動(dòng)判斷算法中閾值設(shè)定的問(wèn)題，提出了三種不同的閾值設(shè)定方法：統(tǒng)一閾值、數(shù)據(jù)擬合閾值、自適應(yīng)均值閾值，實(shí)驗(yàn)表明自適應(yīng)均值閾值的設(shè)定方法適用性最好。
　　4）仿真了時(shí)間域