光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

摘? 要：DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術(shù)構(gòu)建的安全報(bào)警系統(tǒng)，是一種對威脅公眾安全的突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)控和警報(bào)的現(xiàn)代防御體系，它是光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于周界監(jiān)控防護(hù)的新系統(tǒng)。

本方案主要設(shè)計(jì)一種基于光時域反射技術(shù)的DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)靈敏度高，隱蔽性好，實(shí)時性強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)長距離高精度定位和多點(diǎn)入侵同時檢測與定位光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警的功能，整個系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控中心主機(jī)、DOVS光纖傳感分析儀和振動傳感光纜三部分組成。

關(guān)鍵詞：光時域反射技術(shù)，DOVS光纖分布式傳感系統(tǒng)，防入侵振動監(jiān)控預(yù)警

1概述

DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術(shù)構(gòu)建的安全報(bào)警系統(tǒng)，是一種對威脅公眾安全的突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)控和警報(bào)的現(xiàn)代防御體系，它是光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于周界監(jiān)控防護(hù)的新系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用單根光纖（光纜）作為傳感傳輸二合一的器件，通過對直接觸及光纖（纜）或通過承載物，如覆土、鐵絲網(wǎng)、圍欄、管道等，傳遞給光纖（纜）的各種擾動，進(jìn)行持續(xù)和實(shí)時的監(jiān)控。采集擾動數(shù)據(jù)，經(jīng)過后端分析處理和智能識別，對各種不同類型的外部干擾，以及可能威脅周界建筑物的機(jī)械施工等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)警或?qū)崟r告警，從而達(dá)到對侵入設(shè)防區(qū)域周界的威脅行為進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測的目的。

2技術(shù)原理

DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)基于光時域反射技術(shù)：通過測量輸入光脈沖與接收到的光信號時延來判斷干擾點(diǎn)的位置;利用光纜自身的光纖擾動對周界入侵等威脅安全事件進(jìn)行在線實(shí)時探測、報(bào)警和定位，實(shí)現(xiàn)重要區(qū)域周界或邊境的入侵監(jiān)測與報(bào)警。

DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)由三個主要部分組成，探測光纜、光源及信號解調(diào)設(shè)備、中央處理單元，從系統(tǒng)信號流程上需要的具體設(shè)備和器件包括激光器及調(diào)制器，埋在周界附近或地下用于感知外界入侵的探測光纖，光無源器件，光電探測器，信號采集裝置和中央處理單元;其他放大設(shè)備則根據(jù)監(jiān)測距離要求選用，如摻鉺光纖放大器、拉曼放大器等。

首先由激光器發(fā)出的信號光經(jīng)過調(diào)制后從光纖的一端注入，經(jīng)過光纖傳輸時發(fā)生非線性散射，其后向散射光進(jìn)入探測器轉(zhuǎn)換為電信號，通過數(shù)采卡進(jìn)行采集，在中央處理單元進(jìn)行分析和處理。傳感光纜采用普通單模通信光纖，常用埋地和掛纜兩種安裝形式。

中央處理單元作為上位機(jī)，基于計(jì)算機(jī)平臺，不僅承擔(dān)信號處理任務(wù)，而且還包括控制和顯示兩個功能。其控制端主要進(jìn)行光脈沖調(diào)制信號輸出，并控制與高速采集卡同步觸發(fā);上位機(jī)還提供友好的人機(jī)交互界面，對接收的信息進(jìn)行智能分析和處理，將入侵信息進(jìn)行及時聲光報(bào)警輸出，并在數(shù)字地圖上進(jìn)行定位顯示，自動將該時刻的入侵事件進(jìn)行報(bào)警日志記錄和添加。

3光纜敷設(shè)安裝

長距離分布式光纖圍欄系統(tǒng)，傳感光纜探測靈敏較高，可采用掛網(wǎng)和埋地等多種安裝方式。對于掛網(wǎng)安裝方式，一般在網(wǎng)面上采用W型的路徑布設(shè)光纜，光纜長度對實(shí)際物理距離長度的比例一般為2.5：1。對于埋地安裝方式，在安裝光纜前，首先在需要監(jiān)測的地段將地面挖開一層（10～20cm深度即可）。使用綁帶或卡箍將傳感光纜固定在鐵絲網(wǎng)上以便能夠更好地傳遞地面入侵?jǐn)_動或振動，最后覆蓋上土壤或草皮做掩飾。整個鋪設(shè)光纜的線路即為所監(jiān)控的區(qū)域周界，沿著需要監(jiān)控的區(qū)域?qū)⒐饫|按上述方式布鋪設(shè)好，注意避免光纜被拉的太緊或者彎曲太大，導(dǎo)致傳輸?shù)墓庑盘査p較大影響傳感光纜的有效檢測距離。

4系統(tǒng)功能特性

DOVS光纖分布式防入侵振動監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)具備安全記錄功能，根據(jù)硬盤空間的容量可存儲不少于5年的歷史報(bào)警記錄。遠(yuǎn)程診斷，可通過調(diào)制解調(diào)器由專門工程師提供最低限度的系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷。如果光纖受損，系統(tǒng)可以即時定位受損點(diǎn)，通過光纖熔接機(jī)對其進(jìn)行熔接，這對于有效的實(shí)施在線監(jiān)測是非常重要的，探測光纜本征安全，由于采用光信號，因此不會與電導(dǎo)體之間產(chǎn)生相互電磁干擾。同時該系統(tǒng)安裝方式靈活快捷，具有長距離監(jiān)測和高精度定位能力，靈敏度高，同時動態(tài)響應(yīng)實(shí)時性好，非常適合于重要區(qū)域的周界實(shí)時防入侵監(jiān)測與防范。

參考文獻(xiàn)：

[1] 分布式光纖溫度傳感滲漏監(jiān)測技術(shù)研究進(jìn)展[J].彭俊元.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2016（11）

[2] 分布式光纖溫度傳感滲漏監(jiān)測技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 周勇，趙新銘，孫岳陽，吳剛，姚劍，龔榮山.新技術(shù)新工藝.2014（11）

[3]基于分布式光纖傳感的形變探測管試驗(yàn)研究[J].王少力，朱萍玉，陸潔，張子才.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù).2010（01）

【作者簡介】黃普勁，男，廣西桂林人，本科，桂林光隆集成科技有限公司總經(jīng)理，從事光通信器件、模塊、設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)全面管理工作。