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248                  陈太艺,等:基于光纤测振与视频监测的区间电缆防外破系统

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                触发、精确解析入侵事件的要求。针对这些要求,                           功能升级 。
                确定区间电缆防外破系统采用分布式光纤浅层敷                            1.2.2 光纤⁃视频智能监测平台
                设与广角视频范围入侵事件自动识别的方案,达                                光纤-视频智能监测平台可以实现在线监控
                到振动光纤灵敏触发、视频智能监测系统识别并                            和信息分析两大功能。在线监控功能又分为电子
                          [2]
                报警的目的 。                                          地图、防区画线、报警信息列表、平台报警 4 个部
                1.2 设计原则                                         分,而视频监控包括实时监控、预置位管理 2 个部
                    针对利用光纤传感技术可以实时检测并能联                          分,并且可以根据获取的视频或者照片信息自动
                动视频监测技术来获取电缆入侵事件现场有效信                            识别出可疑对象。
                息的情况,本文提出将基于目标检测的计算机视                                此外,本文设计的光纤-视频智能监测平台拥
                觉和图像处理技术应用于获得的有效信息的后续                            有很好的容错性,识别精度和识别准确度相对较
                处理,从而达到自动识别和分类的效果。根据这                            高,还具备优秀的抗干扰能力和可维护性。如果

                一设计原则,基于光纤测振与视频监测的区间电                            系统中软、硬件或者通信组件出错,以及由于操作
                缆防外破系统功能设计如下。                                    人员或应用工程师在操作使用时发生了一般性操
                1.2.1 外破振动事件信息的检测与采集                             作错误时,系统不会立刻丧失主体功能或影响主
                    外破振动事件信息的采集与检测模块,也就                          体系统的正常工作,另外在振动信息采集、照片信
                是振动光纤报警系统,主要包含振动探测部分、入                           息传输、存储以及分析等环节上均采取相应措施
                侵报警部分、模式识别部分、系统联动部分、模式                           确保分析的准确性。
                切换部分、防拆保护部分、报警存储部分、故障报
                                                                 2 区间电缆防外破系统的关键技术
                警部分及在线升级部分等。
                    (1)振动探测功能实现光缆敷设沿途发生的                         2.1 分布式光纤测振技术
                振动信号探测。                                              分布式光纤测振技术是组成振动光纤报警系
                    (2)入侵报警功能可以完成当有不同形式的                         统的最核心技术。由于光纤的不均匀性,光会发
                外部侵入行为时,能够及时检测并反馈产生报警                            生散射。当外部环境发生变化并影响到传感光纤

                信号。                                              时,光纤自身的特性会发生变化,其光纤折射率、
                    (3)模式识别功能的主要作用是准确识别入                         光纤长度等将会发生微小变化,最终影响光纤内
                侵行为与干扰行为,减少系统的误触发与漏报行                            部散射信号的变化。鉴于该技术的应用背景以及
                为的发生。                                            成本方面的考虑,振动光纤探测报警系统采用原
                    (4)系统联动功能是通过开关量、RJ45 接口                      理相对简单的 Michelson 光纤干涉回路搭建,其原
                输 出 报 警 信 号 并 自 由 扩 展 声 光 报 警 仪 等 报 警            理示意如图 1 所示。
                设备。

                    (5)模式切换功能具有布防模式、撤防模式两
                种探测模式。
                    (6)防拆保护功能具有开盖报警功能,可防止                                 图 1 Michelson 光纤干涉原理示意
                设备被恶意破坏。                                             Michelson 光纤干涉的基本原理是一束光被
                    (7)报警存储功能具有报警信息存储能力,最                        分成两束相同强度的光,这两束光经过不同的光

                多可存储 30 000 条。                                   路被反射回来之后相遇并发生干涉,属于双光束
                    (8)故障管理功能能够对系统的各种故障进                         干涉仪。由激光器输出的相干光被 1 个 3 dB 光耦
                行解析管理。                                           合器分成两束连续光,并分别注入传感光纤和参
                    (9)在线升级功能能够通过 RJ45 对系统进行                     考光纤两根单模光纤中,如图 2 所示。传感光纤
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