基于直线型Sagnac的光纤周界安防系统设计

变电站安防系统的建设对保证整个电力系统安全运行有着重要作用,为了推进变电站无人值守化的进程,提高电力系统供电的可靠性,设计了一种基于直线型Sagnac的光纤周界安防系统,并对光纤振动信号的检测方法进行了详细论证,提出了基于多域特征的动态阈值端点检测算法,从时域、频域和小波域提取振动信号的特征进行判断,实时更新特征阈值,通过三级判定算法提高系统对入侵事件的检测效果.将光纤安防系统与视屏监控系统、微信报警系统和声光报警系统结合,可对无人值守的变电站进行全天候、多技术手段融合的立体防护.

基于数据挖掘的光纤周界振动信号识别

针对光纤周界振动信号中的噪声干扰以及通过单一特征无法全面描述振动信号的问题,研究基于数据挖掘的光纤周界振动信号识别方法。采用SVD(奇异值分解)方法对所采集的振动信号进行去噪处理,基于秩阶次值重构信号,由此消除噪声;针对无噪音振动信号,将峭度。排列熵与瞬时频率标准差作为特征,并进行特征融合,获取振动信号的特征向量;将特征向量输入概率神经网络中,利用模拟退火算法确定网络中的平滑因子参数值优化网络结构,通过学习与训练的过程输出振动信号识别结果。实验结果显示秩阶次值k为5时信号去噪性能最好,信号特征之间差异较为显著,易于区分,识别准确率平均为94.08%。

基于综合特征的光纤周界安防系统高效入侵事件识别

在光纤周界安防系统中,急需对入侵事件实现准确而高效的识别,对事件特征做简练而恰当的描述是其关键所在.本文提出一种基于综合特征的入侵事件识别方法,该方法引入全相位滤波器组将输入信号并行分解为多个频率通道,以提取这些通道的归一化功率值;进而与信号过零率相结合,构成包含时域信息、频域信息的综合特征向量;最后将该特征向量馈入径向基函数神经网络即可准确识别出攀爬、敲击、晃动、剪切四种常见的入侵动作.实验证明,本文方法相比于现有的经验模态分解方法,不仅提高了精度,而且显著加快了识别速度.

光纤周界安防系统端点检测技术的研究

光纤周界安防系统是一种利用光纤作为传感介质的传感系统,通时计算机对传感系统的输出信号进行处理。以往的算法都是对计算机接收到的信号直接进行定位及模式识别处理,由于接收到的信号在大部分时间都是无用的静默信号,限制了系统的效率。在简单阐述光纤周界安防系统原理的基础之上,介绍了端点检测技术,有效截取信号中的有用目的信号,最后结合实验数据,着重分析了短时能量和短时过零率两种端点检测方法所存在的问题,并提出了相应的改进办法,滤除了无用信号,并在一定程度上排除了自然界中风和雨的干扰。

基于时频特征的光纤周界振动信号识别

在光纤周界安防系统中,蓄意入侵和环境噪声均能引起光纤传感器振动,在保证系统高灵敏度的前提下区分入侵和非入侵事件极为重要。为了有效识别各种光纤振动信号,本文依据入侵和环境噪声引起的光纤振动信号在时域上的短时特性以及复小波域各尺度上能量分布特征,提出了两级判别法识别光纤信号。第一级用时域特征,短时能量和短时平均过零率判断是否有振动发生;第二级用复小波提取光纤信号的能量分布特征,联合时域特征形成特征矢量,支持向量机(SVM)作为分类器识别是否为入侵信号及入侵类型。实验结果表明,此方法可以有效识别入侵信号和环境噪声引起的非入侵事件,提高了系统报警率,降低了误报率。

基于相空间重构的光纤周界信号识别算法研究

文章将相空间重构和复小波包变换引入入侵信号类型的识别,对原始信号进行相空间重构,以便更深地反映光纤入侵振动数据混沌特性的内在动力性属性。以相空间重构嵌入维数作为复小波包变换数据输入长度,避免输入信号长度的随意性。采用复小波包提取重构信号的能量分布特征构成入侵信号识别的特征集,以主成分分析对原始特征集降维,通过网格参数寻优算法得到支持向量机(support vector machine,SVM)回归模型的最优参数,以最优参数进行SVM入侵类型识别。实验结果表明,该方法能正确监测入侵事件且误报率与漏报率低。

光纤周界报警信号自适应压缩感知

在光纤周界报警系统中,对光纤振动信号进行分析与辨识时,针对高频、大规模信号在采样、存储、传输与信号处理过程中存在网络宽带、存储容量、计算速度等一系列限制问题,提出基于小波包的光纤周界报警信号自适应压缩感知方法。对光纤振动信号进行多尺度小波包分解,通过计算各尺度下小波包系数高频部分的数学期望作为阈值,对小波包系数进行置零处理,自适应地选择小波包分解尺度,使信号在频域得到更高的稀疏度;根据小波包系数块的数学期望和信息熵对小波包系数块进行分类,并针对不同系数块的类型设计对应的处理方法,提高信号的传输与处理速度。结果表明,该方法能够有效减少光纤振动信号的观测数据,并在相同采样率前提下,能够提高信号的重构精度和重构速度。

基于局部均值分解的光纤周界安防系统振动信号识别

在光纤周界安防系统中,为有效识别各种光纤振动信号,提出了一种基于局部均值分解的两级光纤振动信号模式识别方法。首先,提取光纤信号的时域特征,计算信号的短时能量和短时过零率判断是否有振动发生;其次,对于已判定的光纤振动信号,采用局部均值分解方法将振动信号分解为若干个乘积函数分量,提取分量信号的能量分布特征;最后,将第一级提取的时域特征与局部均值分解提取的特征相结合,构成特征向量输入支持向量机进行分类识别,判断振动信号类型。实验结果表明,该方法可以有效识别光纤振动信号的类型,提高了识别率。

采用时域和复域小波变换的光纤周界振动信号识别

针对光纤周界安防系统存在报警率低和误报率高的问题,提出一种时域和复域小波变换相结合的光纤周界振动信号识别方法,以降低误报率、提高报警率并确定振动时间。该方法首先用光纤信号的时域小波特征来抑制干扰信号,排除静默信号并判断是否有振动发生;其次用信号复域小波特征中的能量分布和相位特征构造出光纤信号的识别特征;最后用支持向量机作为分类器训练光纤振动信号并识别出振动类型。

光纤周界系统振动信号识别算法研究进展

振动信号的分析与识别是影响光纤周界系统性能的关键技术。综述了近几年光纤振动信号识别的典型算法,包括经验模态分解识别算法、神经网络识别算法、支持向量机识别算法、极速学习机识别算法和随机配置网络识别算法。比较分析了这些算法存在的的优缺点,展望了光纤振动信号识别算法的发展趋势。

基于马赫-增德尔干涉仪的光纤周界防范装置设计

以马赫-增德尔光纤干涉仪为对象,分析了双光束干涉检测原理,在此基础上,设计出利用MZ光纤干涉仪构建周界防范装置。系统采用两根单模光纤构成MZ光纤干涉仪的参考臂和传感臂,半导体激光器作为干涉光源并用两个单模Y型光纤耦合器实现激光的分束和合束。通过计算机对激光合束后形成的拍频信号进行快速采集处理,并与特征波形进行匹配、比较和识别从而对防范周界内的入侵情况迅速做出反应。

基于互信息截取的光纤周界振动信号识别

针对光纤周界系统采集的入侵振动信号存在的强非线性和非平稳性问题,以互信息法求取的延迟时间点数作为信号最大截取长度,采用复小波包变换提取光纤信号的能量分布特征,采用支持向量机作为分类器对入侵振动信号类型进行识别。实验结果表明:该方法可有效识别入侵信号,提高系统检测率,减小系统计算量。

光纤周界入侵振动信号嵌入式实时检测

针对当前光纤周界入侵振动信号检测系统检测能力低、成本高、无法对未知攻击做出有效识别的不足,提出一种光纤周界入侵振动信号嵌入式实时检测系统。入侵振动信号实时检测系统充分利用嵌入式设计低功耗、低成本和高性能的特点,增强了系统检测的性能。检测系统的硬件设计方面,主要包括信号采集模块、信号处理模块和入侵检测模块;基于系统的硬件架构,设计了实时检测系统的软件部分,并介绍了基于聚类分析算法的入侵信号规则的提取和入侵检测的实现流程。仿真实验证明提出的入侵振动信号系统设计,具有较好的检测能力和较低的误检率,同时在系统稳定性方面也有良好的表现。

基于现代谱估计的光纤周界安防系统模式识别

针对分布式光纤周界安防系统,为了有效识别事件类型并兼顾系统实时性,提出一种两级振动模式识别方案。第一级在时域上提取短时能量和短时过阈值率两个特征,与动态阈值进行比较,筛选疑似扰动样本;第二级对疑似扰动样本进行现代功率谱估计,提取各频段功率分布特征,并联合时域特征构建特征向量输入支持向量机(SVM)进行模式识别。

用于安全告警的光纤周界入侵振动信号智能识别

含噪入侵振动信号易引起时域波形中波峰幅值变化,影响信号识别准确率,为此研究用于安全告警的光纤周界入侵振动信号智能识别方法。采用短时傅里叶变换方法转换原始信号,运用互相关函数法对转换得到的信号进行去噪处理。构建控制信号的匹配滤波器,提取帧信号短时能量和每帧信号的短时过零率,降低非入侵信号的误报率。在此基础上,依据光纤周界中时域特征短时能量与短时过零率的大小,判断是否存在入侵信号,从而实现对入侵振动信号的智能识别。实验结果表明:所提方法能够得到入侵振动信号的时域波形,并且信号识别准确率较高,可实现对安全威胁的准确告警。

光纤周界监测系统在战储仓库中的应用

光纤周界入侵探测技术适用于户外大面积边界监测，近年来受到广泛的注意和市场的重视，因其高灵敏度、高可靠性、低功耗、抗干扰、安全防爆的特性适合战储仓库安防系统中的应用。本文首先对光纤周界探测技术及其原理进行了介绍，分析了其先进性和实用性，并在此基础上提出了其在战储仓库安防系统中的实际应用，对其系统结构设计和工作流程进行了详细说明。然后分析了其在使用中的稳定性，并提出了提高稳定性的思路。

光纤周界传感系统数据采集存储与传输网络化的研究

随着光纤及光纤通信技术的飞速发展,光纤传感技术也蓬勃发展。光纤周界传感由于具有灵敏度高、相应速度快,抗电磁干扰能力强,本质安全、便于组成传感网络等优点。光纤周界传感器系统在安防、水利电力、公路、船舶、油气管道泄漏监测、光缆监测等领域被广泛应用。本文主要介绍光纤周界传感系统数据采集存储与网络化传输的具体实现,该方案利用现有的成熟平台,比传统的平台更经济、更稳定、更节能、更小型化。主要采用VPN路由器、NAS网络存储器、嵌入式采集系统。

光纤周界报警系统中基于时域的信号特征参数提取方法

为提高光纤周界报警系统对入侵事件报警的实时性和准确性,设计了一种高效的基于时域的干涉信号特征参数提取算法,并搭建了迈克尔逊光纤干涉仪原理的光纤周界报警系统用以验证该算法。经过对敲击、切割、攀爬和刮风等四种典型扰动事件的干涉信号特征参数的提取,并输入模式识别系统进行事件甄别,实验数据表明系统的报警准确率达到90%以上。

智能光纤周界安防系统研究与应用

介绍了一种智能光纤周界安防系统,该系统通过在园区围墙上及墙内侧地下布设一根普通单模通信光缆,实现人员翻越和地面入侵的感知探测。当发生人员入侵时,系统检测到入侵行为并准确定位防区,通过继电器模块、硬盘录像机、交换机和光纤收发器,联动控制高速球机进行摄录取证,并将报警信息进行远程发布。本系统方案设计合理,在北京大兴智慧园区实际投运半年以来,实现了对入侵行为的监测、准确辨识、取证和信息发布功能,提高了园区管理的智能化水平。

振动光纤周界报警系统在油库的应用

对振动光纤周界报警系统的基本原理、主要特点以及针对某石油库实际情况的总体设计、系统组成等进行了具体介绍,对该系统产生误报警的原因进行了分析,提出了相应的解决措施。近3年的应用表明,该系统能满足油库公共安全实际需要的有效防范措施,可为石油库的安全管理提供技术保障。