[发明专利]一种海缆锚害监测方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明实施例涉及一种海缆锚害监测的方法、装置、电子设备及存储介质，海缆中的光纤搭建为对称式MZI结构，该方法包括：获取振动事件产生的第一振动信号和第二振动信号，所述第一振动信号和所述第二振动信号为相似信号；确定所述第一振动信号和所述第二振动信号的时间差；基于所述时间差，若确定所述振动事件发生在海上，则根据所述第一振动信号的频率、所述第二振动信号的频率，及预设频率阈值，确定所述振动事件是否是疑似锚害事件。通过该方式，无需复杂的调制、解调技术，也不需要大量的数据存储及处理，因此响应速度很快，更适合对海缆锚害事故进行监测及预警，且成本低廉易于推广实施。

技术领域

本发明实施例涉及海缆监测技术领域，尤其涉及一种海缆锚害的监测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

首先对现有技术中的缩写及其定义进行说明：

OTDR(optical time-domain reflectometer)：光时域反射计；

ROTDR：拉曼光时域反射计；

BOTDR/A：布里渊光时域反射计/分析仪；

DAS：分布式声波传感；

MZI：对称式马赫-泽德尔干涉仪。

近年来，随着海岛经济的迅速发展，以及海上风力发电、石油平台等大规模开发，海底电缆的敷设数量快速增加，业已成为海岛经济、海洋科技等产业发展和提升的“生命线”。与此同时，海缆出现问题的频率及经济受损程度呈逐年上升的趋势。由于海底电缆埋设区域经常有船只活动，因渔船捕鱼作业和船舶抛锚引起的外力损伤导致的事故率最多，据统计约占95％。而传统以电学传感为主的监测方式不能满足海缆全天候、无盲区的监测需求，因此需要采用全新的技术手段，对海缆状态进行实时监测预警，以保障其安全运行。

为同时兼顾能量传输与信息通信，光电复合海缆在新敷设的海缆中的比例逐年增加。另一方面，随着光纤技术的不断成熟，光纤器件的性价比持续提升，这逐渐将光纤传感技术从理论研究推向实际应用。在OTDR和ROTDR技术的基础上，BOTDR/A和DAS等分布式光纤传感技术逐渐成为高校、企业研究与应用的热点。上述技术利用光纤中前向传输光脉冲产生的散射信号测量光纤沿线的衰减、温度、应变、振动信息，具有不受电磁干扰、本征绝缘、适应恶劣环境、测量距离长、范围广、测量精度高、实时性好等优点，已逐渐应用于石油、土木工程、航空航天等领域。光电复合海缆工作的电压高、电流大、距离长、运行环境恶劣，而其内部的单模光纤正好可作为光纤传感器，无需额外敷设其他器件便可实现分布式传感，具有其他技术无可比拟的优势，发展潜力十分巨大。

当前，基于分布式光纤传感技术进行海缆状态监测的研究主要集中在BOTDR/A，如2007～2009年，蒋奇、杨黎鹏先后利用BOTDR三相海底电缆内部温度变化和外力变化，进行了相应的温度和应变实验，证明了利用BOTDR进行海底电缆温度和应变监测的可行性；2009年，田培根等人在研究锚害对海底光缆线路的安全威胁及应对措施后，建议采用基于布里渊散射特性的BOTDR完成光纤的应变特性监测；2012年，陆董等人建立了XLPE绝缘高压海底电缆的有限元模型，分析了利用分布式光纤传感器监测高压海底电缆时，海缆受外力损坏过程中内部物理量的变化；同年，李高建等人利用地理信息系统和BODTR原理建立分布式海底电缆监测软件系统，定性给出了几种曲线变化对应的常见故障类型。此外，针对海缆经常遭受的振动信号如海底洋流、波浪、海缆悬空以及人为敲击等，国内也有研究组利用DAS对其进行了监测，取得一定成效。但上述工作均没有有效解决海缆面对的最主要威胁——锚害问题，也因此限制了分布式光纤传感技术在海缆领域的大规模应用。

综上所述，现有技术的缺点：