Page 55 - 电力与能源2023年第三期
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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 249
放置在监测环境中感应外部振动信号,外部振动 单地说就是,该网络可以一次性地将图片中的所
信号的产生引起传感光纤中光波的相位角变化。 有目标都预测出来,基于卷积神经网络的视频智
在两根单模光纤的尾端加入高反射率的反射镜, 能监控系统在保证处理速度的同时,依旧能够满
传感光纤中传输的光信号经反射镜回到光耦合器 足较高的平均准确精度 [4-9] 。
处发生干涉,形成 Michelson 干涉现象。
图 3 视频智能监控系统整体示意
图 2 光纤入侵探测示意
在无入侵信号时,传感光纤状态是比较稳定 3 系统实施效果
的,接收器也会收到较为稳定的信号;当系统检测
本文设计的基于光纤传感技术的电缆防外破
到有外部行为入侵时,光纤上会受到外界压力和
安全预警系统在实际场景应用中具有如下优势。
振动,此时传感光纤内部激光相位就会发生变化,
(1)测量范围大:理论探测距离可达到 30 km,
接收器接收到的干涉信号也随之变化。因为可以
具有较高的精确定位侵害点的能力。
把接收器收到的干涉信号作为探测信号,所以可
(2)连续不间断分布式测量:能够完成多点数
以对入侵动作进行实时探测,并发出报警信号。
2.2 视频联动技术 据的同时监测,且各点数据在传输时互不影响,传
视频联动部分由联动报警继电器、球机摄像 输准确度较高。
头、服务器等构成。其中联动报警继电器采用干 (3)数据检测灵敏度和精度高:系统中的参数
接点常开方式,外接 5 V 直流电源,当探测到的干 可以根据使用环境的实际情况进行配置,在数据
涉光强达到设定的阈值时,就会接通,给球机摄像 采集上可以直接使用市面上出售的标准通信光
头 +5 V 电 平 ,将 球 机 摄 像 头 从 休 眠 状 态 唤 醒 。 缆,监测区域根据现场划分。精确度高:系统中单
球机摄像头内置有 4G 模块,用于对所监控区域进 通道周期扫描可以精确到 1 s。
行拍摄照片和获取现场视频信息,并通过 4G 无线 (4)功耗与报错率低:振动光纤报警系统触发
网络将拍摄的照片和获取到的视频信息发送到服 球机摄像头,对有入侵事件发生的位置进行拍摄,
务器主机,存储到指定文件夹。 随后将拍摄到的图像或者视频信息上传,服务器
2.3 目标检测技术 主机会启动相应的视频智能监测系统对拍摄到的
目标检测技术主要由计算机视觉部分和图像 图像或者视频信息进行智能分析和识别,大大减
处理部分构成,主要目标检测领域包括人脸检测 少了由于光纤灵敏而产生的误报,降低了报错率。
和行人检测。 在没有外破事件发生时,球机摄像头处于休眠状
视频智能监控系统整体示意如图 3 所示。首 态,当有外破事件发生时才触发球机摄像头工作,
先对视频信息或者图片进行预处理,调整合适的 降低了整个系统的功耗。
图片尺寸,然后将其传入卷积神经网络得出众多 (5)具有良好的稳定性:当现场出现风雨、雷
候选结果,最后使用非极大值抑制算法(局部最 电等突发情况时,由于系统自身优势,抗误报性
优)得出最终结果。智能视频检测系统的主要功 较强。
能是将目标检测中的每个部分统一到一个独立的 (6)电磁绝缘性和抗干扰能力强,能够抵抗一
神经网络中,神经网络提取整幅图像的特征来预 般的电磁干扰,还可以抵抗雷电灾害:传感光纤主
测每个边界框的位置参数及其所属目标类别。简 (下转第 286 页)