光纤预警系统的定位识别技术研究

发布时间：2025-04-27 03:26

　　分布式光纤预警系统具有体积小、重量轻、成本低、寿命长、耐高温、隐蔽性好、抗电磁干扰等突出优点,广泛应用于周界安全、管道安全监测等领域。基于相位敏感光时域反射技术的分布式光纤预警系统同时又具有结构简单、系统稳定、灵敏度高、可同时定位多点振动等优点,因此成为分布式光纤预警系统领域的研究热点。本文基于相位敏感光纤预警系统的检测原理,对振动入侵定位、特征提取及类型识别的信号处理方法进行了实验研究。首先,针对光纤振动信号易淹没于背景噪声及系统入侵定位虚警率高的问题,本文提出了一种定位检测方法,用改进的分离平均与差分算法提高信噪比,提取有用振动信号,信噪比达到20.4366dB,然后结合单元平均恒虚警检测算法设置自适应门限,同时检测多点振动,再找到多个连续振动段,取其中间位置作为该段的代表,用实测数据来验证该定位检测算法的有效性。结果表明,该定位检测方法可以有效的检测到振动入侵,并减小后续识别模块的计算量。然后,为了完备表征振动信号信息,本文提出了一种多维特征提取及特征选择的方法,对振动信号使用多项式最小二乘法和小波阈值降噪法来降低系统对信号造成的零线漂移和噪声干扰,引入时域的短时分析方法和小波域的...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究和发展现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 光纤振动信号定位检测技术
    2.1 Φ-OTDR系统检测原理
    2.2 光纤振动信号检测预处理
        2.2.1 小波高频分量定位算法
        2.2.2 改进的分离平均与差分算法
    2.3 光纤振动信号检测定位算法
    2.4 实验结果
    2.5 本章小结
第3章 光纤振动信号特征提取技术
    3.1 时域信号预处理
        3.1.1 最小二乘法消除趋势项
        3.1.2 小波阈值法降噪
    3.2 时域特征提取
        3.2.1 方差和最大能量段
        3.2.2 短时平均幅度
    3.3 小波域特征提取
    3.4 特征评价
    3.5 本章小结
第4章 光纤振动信号模式识别技术
    4.1 基于PNN的识别方法
    4.2 基于LIBSVM的识别方法
        4.2.1 SVM模型
        4.2.2 LIBSVM模型
    4.3 PSO优化分类器参数
    4.4 现场实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4041800