[发明专利]一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法

权利要求书

1.一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警装置，其特征是，包括Φ-OTDR模块、白光干涉模块、波分复用器、传感光缆、反射器，其中，波分复用器公共端口连接传感光缆中近端一根光纤；波分复用器另外两个接口分别连接Φ-OTDR模块的输入输出接口、白光干涉模块的输入输出接口；光纤反射器连接在传感光缆的远端。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警装置，其特征是，所述的波分复器为三端口器件。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警装置，其特征是，所述的传感光缆为单模光缆。

4.一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法, 其特征是，包括将光缆与公路护栏固定的步骤，还包括如下步骤：

1）Φ-OTDR模块以实时模式对光纤进行测试，Φ-OTDR模块获取每次被测试光纤的后向散射信号幅度与时间函数的信号数据序列，将测试时间相邻的两次信号数据序列进行相减运算得到最终信号数据序列；

2）对步骤1）得到的最终信号数据序列进行斜率值计算并找出该信号数据序列斜率值突变点；当该信号数据序列斜率值的变化值超过设定的阈值，该信号数据序列斜率值突变点对应于传感光缆中被测试光纤的振动点，记录该信号数据序列斜率值突变点对应的后向散射信号的时间值；

3）根据步骤2）得到的后向散射信号的时间值及光信号在光纤中的传输速率，计算出光纤长度； 

4）根据步骤3）得到的光纤长度，计算出光缆长度，从而确定出光缆受碰撞的位置；光缆长度等于光纤长度除以系数k ，系数k为光缆的纤缆系数比，取值范围为1.01-1.06； 

5）记录白光干涉模块输出的碰撞音频信号；

6）根据振动发生的时间，提取该时间段附近步骤5）记录的音频信号，即可还原受撞时的声音场景，光缆受碰撞的位置即为护栏受撞的位置。

5.根据权利要求4所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法，其特征是，所述的Φ-OTDR使用的光信号波长为1310nm、1550nm、1625nm、1650nm中的一个。

6.根据权利要求4所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法，其特征是，所述的测试时间相邻两次测试的时间间隔为0.1s-0.3s。

7.根据权利要求4所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法，其特征是，所述的阈值为0.38db/km。

8.根据权利要求4所述的基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法，其特征是，所述的白光干涉模块使用的光信号波长为1310nm、1550nm、1625nm、1650nm中的一个，但与Φ-OTDR模块所使用的光信号波长不同。