[发明专利]周界安防振动光纤异常状态实时监测方法和系统

说明书

本发明提供了一种周界安防振动光纤异常状态实时监测方法和系统，包括：步骤1：将振动光纤接入探测器，得到瑞利散射光强度随位置变化的曲线；步骤2：计算每个位置点瑞利散射值的平均值，并作为平滑处理后该位置点的瑞利散射值；步骤3：对瑞利散射值取对数；步骤4：用一条直线对瑞利散射曲线进行拟合，作为参考直线；步骤5：实时对瑞利散射曲线进行直线拟合，对比拟合直线和参考直线，判断振动光缆发生微弯现象的位置；步骤6：对比拟合直线与参考直线间的差值平均，判断光路是否发生全域衰减现象，并进行对应处理操作。本发明实现了设备在完成周界防护功能的同时对整个系统的实际工程运用及现场工程项目维护带来极大的便利。

技术领域

本发明涉及光纤振动传感技术领域，具体地，涉及一种周界安防振动光纤异常状态实时监测方法和系统。

背景技术

分布式振动光纤周界报警系统具有定位精度高、作用范围大、响应速度快、稳定性安全系数大等特点，在实际工程应用中，由于周界入侵线性告警设备需要长时间运行，设备在运行过程中可能发生各类问题，尤其对于国境线等大型基础设施的周界进行安防监测，通常此类场景的地域空间大、环境复杂，对安防系统的监测范围和可靠性等提出了更高的要求，但是当前的方法无法适用于判定振动光纤光路异常衰减及光路微弯位置点，当系统在工程运用当中遭遇到难以预料的原因导致整个光路或部分光路发生信号衰减时，将对后期信号处理产生极大影响，若此时在线性周界范围内发生了入侵事件，将导致系统发生漏报。因此如何在超长距离上，实时、远程、自动监测光缆的状态，保证系统的正常运行是本系统的一大关键。

专利文献CN111577386A(申请号：CN202010531743.7)公开了一种基于声音识别的隧道防护门状态监测系统，属于领域，其包括对应隧道防护门设置的光纤探头、输出光纤、光纤主线、信号处理部件、语音判断数据库，利用各部件的匹配工作，可以实时反馈隧道防护门设置后的振动情况，并判断隧道防护门实时处于的状态，实现隧道防护门的实时监测。

基于光时域反射技术，通过监测光纤应变后光纤中传播的光脉冲产生的散射光信号变化，实现探测光纤形变位置，然而单纯将此设备接入整个振动光纤探测系统必将增加系统整体运行成本。为了充分利用本系统现有的设备特性，系统通过监测振动光纤应变后光纤中传播的光脉冲产生的散射光信号变化，实现探测光纤形变位置。充分利用振动传感光纤实时监测光纤中各位置点光信号的散射量变化，通过一系列信号处理算法实现对光纤损耗较大的位置点及整个光路衰减情况的判定，从而可以实现实时地长时间、大区域的光纤异常监测功能。当探测到光缆异常时，向系统发送光路异常信息，提示维护人员进行维护，同时快速切换备用通道，保证系统的不间断工作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种周界安防振动光纤异常状态实时监测方法和系统。

根据本发明提供的周界安防振动光纤异常状态实时监测方法，包括：

步骤1：将振动光纤接入探测器，得到瑞利散射光强度随位置变化的曲线；

步骤2：选取每个位置点瑞利散射值将其和前后相邻预设个数位置点的瑞利散射值求平均，并将得到的平均值作为平滑处理后该位置点的瑞利散射值；

步骤3：对平滑处理后的曲线在每个位置点对瑞利散射值取对数；

步骤4：对探测器通电后得到的瑞利散射曲线用一条直线进行拟合，并将得到的这条直线作为参考直线；

步骤5：实时对瑞利散射曲线进行直线拟合，对比拟合直线和参考直线，判断振动光缆发生微弯现象的位置，并确定最终的微弯位置点；

步骤6：对比拟合直线与参考直线间的差值平均，判断光路是否发生全域衰减现象，并进行对应处理操作。

优选的，以S₁(n)为平滑后的曲线，n表示具体位置点，对瑞利散射值取对数，得到：S′₁(n)＝log₁₀(S₁(n))。