[發(fā)明專利]光纖振動(dòng)模型確定方法以及光纖預(yù)警裝置、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610118827.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105698916B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉本剛;劉博宇;魏照;聶鑫;趙銀鳳;張延兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳艾瑞斯通技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

本發(fā)明公開(kāi)了光纖振動(dòng)模型確定方法以及光纖預(yù)警裝置、系統(tǒng)，該光纖振動(dòng)模型確定方法包括：當(dāng)接收到光纖電信號(hào)時(shí)，獲取光纖電信號(hào)中對(duì)應(yīng)若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間的信號(hào)值；其中，光纖電信號(hào)是由光纖反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的；以光纖位置與光纖起點(diǎn)的距離為第一坐標(biāo)軸、時(shí)間為第二坐標(biāo)軸建立信號(hào)狀態(tài)圖；其中，信號(hào)狀態(tài)圖用于表征光纖若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值的信息；根據(jù)信號(hào)狀態(tài)圖確定光纖的振動(dòng)模型。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠快速、精確判斷光纖的振動(dòng)類型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，特別是涉及光纖振動(dòng)模型確定方法以及光纖預(yù)警裝置、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具，傳輸原理是光的全反射。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。

光纖具有廣泛的應(yīng)用，除了常用的傳輸信號(hào)之外，還用于監(jiān)測(cè)外界的震動(dòng)，其中，外界震動(dòng)包括人工挖掘、機(jī)械挖掘、汽車經(jīng)過(guò)等。這些震動(dòng)會(huì)引起附近光纖信號(hào)的變化，再根據(jù)對(duì)光纖信號(hào)的分析從而判斷震動(dòng)的類型。

一般情況下，是通過(guò)向光纖的一端通入測(cè)試光信號(hào)，光纖中的每一個(gè)點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生瑞利散射，根據(jù)散射信號(hào)的變化以及持續(xù)時(shí)間，可以確定光纖震動(dòng)的位置、持續(xù)時(shí)間以及震動(dòng)的類型。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于對(duì)數(shù)據(jù)的特征提取不具有獨(dú)特性，在分析震動(dòng)類型時(shí)不具有辨識(shí)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供光纖振動(dòng)模型確定方法以及光纖預(yù)警裝置、系統(tǒng)，能夠快速、精確判斷光纖的振動(dòng)類型。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖振動(dòng)模型確定方法，該方法包括：當(dāng)接收到光纖電信號(hào)時(shí)，獲取光纖電信號(hào)中對(duì)應(yīng)若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間的信號(hào)值；其中，光纖電信號(hào)是由光纖反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的；以光纖位置與光纖起點(diǎn)的距離為第一坐標(biāo)軸、時(shí)間為第二坐標(biāo)軸、光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值為第三坐標(biāo)軸建立信號(hào)狀態(tài)圖；其中，信號(hào)狀態(tài)圖用于表征光纖若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值的信息，所述信號(hào)值的信息表征某一光纖位置在某一時(shí)間是否振動(dòng)；對(duì)所述信號(hào)狀態(tài)圖進(jìn)行圖像預(yù)處理，提取經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理后的所述信號(hào)狀態(tài)圖的形狀信息，所述形狀信息為振動(dòng)點(diǎn)的數(shù)量、振動(dòng)點(diǎn)連線長(zhǎng)度、振動(dòng)點(diǎn)連線與坐標(biāo)軸的角度，對(duì)所述形狀信息進(jìn)行分類，以確定光纖的振動(dòng)模型。

其中，信號(hào)狀態(tài)圖為熱力圖，其中，熱力圖中的像素值用于表征光纖若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值的信息。

其中，圖像預(yù)處理的方法包括聚類、二值化、腐蝕、膨脹中的一種。

其中，對(duì)形狀信息進(jìn)行分類的方法包括貝葉斯分類算法，決策樹(shù)算法，SVM算法中的一種。

其中，光纖電信號(hào)為數(shù)字電信號(hào)；其中，數(shù)字電信號(hào)是由模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化得到的，模擬電信號(hào)是由光纖反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的。

其中，還包括：根據(jù)公式L＝(c*T/n)/2計(jì)算光纖位置與光纖起點(diǎn)之間的距離；其中，c為光在真空中的速度，T為光纖位置在光纖電信號(hào)中的時(shí)間長(zhǎng)度，n為光纖的折射率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖預(yù)警裝置，該裝置包括：采樣模塊，用于在接收到光纖電信號(hào)時(shí)，獲取光纖電信號(hào)中對(duì)應(yīng)若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間的信號(hào)值；其中，光纖電信號(hào)是由光纖反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的；圖形建立模塊，用于以光纖位置與光纖起點(diǎn)的距離為第一坐標(biāo)軸、時(shí)間為第二坐標(biāo)軸、光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值為第三坐標(biāo)軸建立信號(hào)狀態(tài)圖；其中，信號(hào)狀態(tài)圖用于表征光纖若干個(gè)光纖位置在若干個(gè)時(shí)間上的信號(hào)值的信息，所述信號(hào)值的信息表征某一光纖位置在某一時(shí)間是否振動(dòng)；模型確定模塊，用于對(duì)所述信號(hào)狀態(tài)圖進(jìn)行圖像預(yù)處理，提取經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理后的所述信號(hào)狀態(tài)圖的形狀信息，所述形狀信息為振動(dòng)點(diǎn)的數(shù)量、振動(dòng)點(diǎn)連線長(zhǎng)度、振動(dòng)點(diǎn)連線與坐標(biāo)軸的角度，對(duì)所述形狀信息進(jìn)行分類，以確定光纖的振動(dòng)模型；預(yù)警模塊，用于在振動(dòng)模型滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)。