[实用新型]一种降低基于光纤干涉仪区域防入侵系统虚警率的系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种降低基于光纤干涉仪区域防入侵系统虚警率的系统，涉及机械振动的测量、冲击的测量和管道系统技术领域。

背景技术

区域的安全防范一直以来都是一个重要的问题，诸如军事基地、机场、军械库、油库、油气管道场站和住宅小区等，对这些区域的有效防护至关重要。

目前主要的区域入侵防范技术有基于电的和基于光的两大类；

基于电的技术主要有高压电网技术、泄漏电缆技术等。在某些重要区域边界上设置了高压电网，能在一定程度上对入侵者形成威慑，但高压电网存在安全性差、不具备联动报警功能；使用辐射电磁场的泄漏电缆进行入侵探测时，容易受到雷电等强电磁环境干扰而增加系统误报。

基于光的技术主要有红外线对射报警技术、摄像头监视技术、光纤成像入侵探测技术和光纤传感的入侵探测技术等。其中红外对射报警技术中红外激光束难以准确对准受光器的微小靶心，尤其在雨天和雾霾天气时，会因雨水、雾霾的折射使激光束传播方向产生偏差，晴朗天气时如有落叶、小动物等障碍物阻挡对射途径时就会引发系统报警，而且因不具备一定的隐蔽性使得入侵者极易绕开对射路径，造成报警器失效；对布设方式的要求也较高，一般仅适用于短距离的平坦区域。

摄像头监视技术是目前采用的较多的一种入侵监测模式，摄像头监视由于具有较窄的视野特别是在摄像头侧后面的盲区常常被攀越，而且摄像头监视也常常受到天气的影响而失效。光纤成像入侵探测技术是基于光波在多模光纤中由于不同传输模式之间的干涉形成散斑，散斑图像随外界扰动发生变化，该方式容易受到环境影响形成误报。

光纤传感的入侵探测技术有测量光纤的微弯损耗的，该方法灵敏度低，不适合于动态事件的检测。

光纤传感的入侵探测技术中也有一部分是基于干涉检测原理的，如，中国石油天然气集团公司和中国石油天然气管道局的“光纤安全预警装置”(ZL200620124262.X)实用新型专利。目前的干涉技术方案均为单一干涉仪和单一防线，这些方案同样容易受到环境影响，把环境导致的一些假入侵信号误认为入侵而产生虚警。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种受环境影响小、灵敏度高的降低基于光纤干涉仪区域防入侵系统虚警率的系统。

鉴于上述几类安防技术存在的虚警率高、易受环境因素影响等问题，基于光纤干涉技术的区域防入侵系统结合扰动事件的时间、空间特征有针对性的进行了克服。

提高光纤振动传感灵敏度的区域防入侵系统的改进是通过增加干涉仪两传感臂的空间距离提高干涉仪对振动信号的感应灵敏度。

区域防入侵系统通过将保护区域边界细分为多个防区实现了入侵事件的准确定位，同时在保护区域边界设置多道防线，根据不同纵深防线探测到的信号情况，能够准确区分入侵事件和随机扰动事件，有效降低非入侵事件导致的系统虚警。

区域防入侵系统可分为主机设备、传输光路、光路适配器和干涉仪光路。当干涉仪光路探测到有扰动信号出现时，触发系统进入警戒状态，如果继续有扰动信号出现并且其特征符合入侵行为特征模式，系统产生报警。

本实用新型的构成如图12所示，按照保护区域大小和对入侵报警位置信息精度要求不同，由光纤干涉仪在保护区域19的边界布设一个或多个防区，并对保护区域形成至少一个完整的包围，多个防区经过串联或者并联同样构成对保护区域的一个完整包围；光源15经过传输光路I 16接光路适配器17，由光路适配器17分束后分成多路，分别对应于多个防区；各防区之间的传感光路20由光路适配器串联，最后一防区的传感光路20由传输光路II 18接回光路适配器17；在每一个防区内布设由光纤干涉仪构成的传感光路20且在纵深上间隔开的平行于边界的多道防线；检测每个防区光纤干涉仪两传感臂内传输的光信号相位差值，对保护区域边界可疑扰动事件特征进行判别，信号特征符合入侵行为特征模式时系统判定振动信号的位置并产生报警。

按照保护区域大小和对入侵报警位置信息精度要求不同，区域防入侵系统将需保护的区域边界细分为最少一个或多个防区，在每个防区内都按照上述的光路设置方式进行光纤干涉仪2的布设，当光纤干涉仪2探测到疑似入侵信号时系统产生警戒状态，并在时间上设定一定长度的警戒状态延续时间，在警戒时间内出现综合特征符合入侵行为特征时产生报警。这种结合时间和空间的综合判断能够有效判断出对保护区域的入侵行为，降低系统虚警率，此外对保护区域的边界进行细分可以准确得出入侵发生区域的地理位置，易于实现和其他系统的联动。

其中：

光源15，给干涉仪光路提供一个平稳功率的光载波信号；

传输光路I 16、传输光路II 18，完成光信号的传输；