[发明专利]一种基于智能光纤屏障网的深远海域入侵监测方法

说明书

本发明提供了一种基于智能光纤屏障网的深远海域异物入侵监测方法，属于结构智能健康监测技术领域。根据被管辖的深远海域岛屿或平台设施的几何尺寸及周围海洋环境，设计分布式光纤传感元件，并根据海域周围敌方舰船或大型生物特征设计蝶型光纤传感网及其内椭圆环尺寸，使其悬浮在海洋，将多个蝶型光纤传感网形成光纤屏障网，并固定在管辖海域周围，将内置传输光纤引线终端的牵引索连接到选定的近海观测室内的分布式光纤解调设备形成监测系统。本发明提供的智能光纤屏障网，结合解调设备和信号分析处理方法，为深远海域岛屿和平台设施等周界异物入侵识别提供了一种无人、主动、实时的值守型连续监测技术。

技术领域

本发明属于结构智能健康监测领域，涉及到的是一种深远海域入侵监测的智能光纤传感测试方法。

背景技术

当前，我国海洋权益的维护，主要依赖海警巡航方式。这种方式将极大地依赖巡航频次、巡航范围和巡航人员的海洋作战经验。如何真正意义上实现国家海洋权益的主动有效维护，需要构建常态化值守型的海洋维权巡航机制和全天候及时的保障力量，从而实现无人自主管控所拥有的海域。尤其对于远离陆地的深远海，构建实时连续的值守型管控技术具有重大意义。在现代智能化和信息化科技高速发展的背景下，可以考虑构建智能化实时监测系统，即在深远海平台设施和管辖岛屿领域设立保护屏障，主动识别领海周界入侵情况，并实时预警和远程管控，从而高效提升海上精准作战、多能作战和持续作战能力。

考虑分布式光纤传感元件的灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、耐腐蚀、防水、远距离传输损耗低、几何形状可设计性及易集成组网等优点，可以将其应用于深远海岛屿和平台设施结构周围的海域入侵监测。即利用分布式光纤传感技术的高灵敏度和低传输损耗特点，构建漂浮型海域入侵监测网络系统，从而为我国深远海域主权的维护、海洋资源的保护和解决海洋权益纷争提供智能化和信息化的技术保护屏障。

因此，本文提出了一种适应海洋环境长期耐久感知测试的智能光纤屏障网识别深远海域入侵异物的监测方法，其核心是利用现代光纤传感技术和先进制造技术设计碳纤维复合材料封装光纤，从而形成轻质高强的柔性光纤索；根据海域内异物(如大型海洋生物、渔船和敌方可能入侵的舰船等)的几何尺寸和作用特征，设计智能光纤屏障网的构型，并采用拼接方式形成覆盖监测海域的飘浮型传感网，通过连接到近海控制室的光纤解调系统形成远程监测系统。当有船只或生物入侵管辖海域时，会触碰到对应位置的光纤屏障网，利用信号处理和模式识别技术可以实现异物入侵监测和安全预警。

发明内容

本发明目的是提供一种基于智能光纤屏障网的深远海域入侵监测方法，为我国深远海域主权的自主无人实时维护、海洋资源的实际管控、海域入侵异物监测和侵犯行为识别及预警系统的构建，提供智能化和信息化的值守型技术保护屏障，解决了海洋权益纷争的高效精准维护、海域范围内资源的自由安全开发、限制邻国自由运用我国海洋资源等国家战略和海洋工程安防问题。

本发明的技术方案是：

一种基于智能光纤屏障网的深远海域入侵监测方法，其特征在于：根据管辖深远海域岛屿或平台设施周围海洋的腐蚀环境、高低温和波浪作用特征，设计纤维增强树脂材料封装分布式传感光纤；根据管辖海域内敌方舰船或船只、大型生物等异物入侵作用类型和行为特点，设计由封装分布式传感光纤堆叠的多型号椭圆环构建蝶型光纤传感网；根据管辖海域范围设计漂浮牵引索的长度、漂浮块和定位锚的数量和尺寸及蝶型光纤传感网的串联方式和排列间距，从而形成漂浮型光纤屏障网，将内嵌传输光纤的漂浮牵引索终端连接到放置在近海观测站点的分布式光纤解调仪，形成监测系统，并利用信息、物理和数学分析技术构建智能光纤屏障网，实时连续感知敌方舰船或大型生物入侵信号，并结合信号处理和模式识别技术实现异物入侵监测和预警；

所述的封装光纤是指利用碳或玻璃纤维增强树脂材料封装分布式光纤，使其具备一定质量可浸没在海水中，且具备抵御海洋腐蚀作用的功能，从而维持光纤屏障网的长期耐久有效感知功能；