CN104574732A - 一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及周界防护安全技术领域，公开一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，包括：多个防区处理模块和综合报警平台；多个防区处理模块设置于防护区，每个防区处理模块包括：光发射端，光接收端，光纤回路，比较器，以及光端机；光纤回路的一端连接光发射端，经折叠弯曲后另一端连接光接收端，由光发射端发送的光信号沿光纤回路反馈至光接收端，比较器比较光接收端接收到的光信号与光发射端发送的光信号是否一致，将结果传输至光端机，光端机将结果进行转化，通过通信光纤传输至综合报警平台；综合报警平台在接收到比较的结果为不一致时，进行提示报警，解决现有技术中周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题，进而提高周界防护的安全性。

Description

一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统

技术领域

本发明涉及周界防护安全技术领域，尤其涉及一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统。

背景技术

现阶段国内运营的客运专线，在线路两侧防止侵入行为，主要依托线路两侧安装的水泥栅栏，同时，可在栅栏顶部安装滚丝刺笼进行加高加固防护。该种方法存在防护被动，侵入人员可通过截断滚丝刺笼或破坏水泥栅栏的方式侵入铁路限界，同时，侵入事件发生时，无法对侵入进行声光报警或形成任何威慑。

传统的周界防护解决方案(红外对射方案、视频监控方案、微波对射方案、泄漏电缆方案、振动电缆方案、电子围栏、电网等)为社会平安保障做出了应有贡献，但受一些客观技术条件等因素所限，还存在着一些共性或个性不足，具体如下：红外等传统方案，防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易跨越或规避；同时易受地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等环境限制，而且它们不适合恶劣气候，容易受高温、低温、强光、灰尘、雨、雪、雾、霜等自然气候的影响，误报率高;

泄露电缆和振动电缆报警属于电缆传感，传感部分都是有源的，系统功耗很大；电子围栏、电网等方案又有一定危害性。而且可监测的距离较短，单位距离成本高，在需要进行长距离监测的情况下，系统造价高昂。且传感器单元的寿命较短，长时间连续使用，维护成本较高。

干扰机会增多(电磁干扰、信号干扰、串扰等)，灵敏性下降，误报率、漏报率上升等;

对于大范围监控，以上传统方案本身没有定位功能，遇上侵入行为，无法定位。这意味着无法及时、准确地确定危险地点，无法及时采取制止措施阻止侵入行为导致核心区域失密、被破坏。

因此，现有的周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题。

发明内容

本发明实施例通过提供一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，解决了现有技术中周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题，进而提高了周界防护的安全性。

本发明提供了一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，包括：多个防区处理模块和综合报警平台；

多个防区处理模块设置于防护区，每个防区处理模块包括：光发射端，光接收端，光纤回路，比较器，以及光端机；

光纤回路的一端连接光发射端，经折叠弯曲后另一端连接光接收端，由光发射端发送的光信号沿光纤回路反馈至光接收端，比较器比较光接收端接收到的光信号与光发射端发送的光信号是否一致，并将比较的结果传输至光端机，光端机将比较的结果进行转化，并将转化后的结果通过通信光纤传输至综合报警平台；综合报警平台在接收到比较的结果为不一致时，进行提示报警。

进一步地，所述光发射端和光接收端位于相同一侧，其中，所述光发射端至少有一个发射端，光接收端至少有一个接收端。

进一步地，每个防区处理模块的左右两侧分别设置光纤回路，光纤回路通过固定装置沿防护栅栏固定于栅栏栏杆，相邻两个防区处理模块之间的光纤回路的折叠弯曲处有交叉或者相对靠近设置。

进一步地，光端机在接收到的比较的结果中添加标志信息，所述标志信息用于标志所述防区处理模块所在的位置信息，并将所述添加标志信息的结果通过通信光纤传输至综合报警平台，所述综合报警平台在接收到比较的结果不一致时，根据所述标志信息确定发送比较的结果的位置信息。

进一步地，对应每个防区处理模块，均设置有报警器，在比较器获得不一致的结果时，触发报警器报警。

进一步地，多个防区处理模块中每隔至少两个防区处理模块处设置有图像采集装置，在所述比较器的比较结果为不一致时，对应开启当前位置的图像采集装置，并将采集的周界防区的视频图像通过光端机发送至所述综合报警平台，所述综合报警平台根据所述视频图像判断是否存在误报警。

进一步地，每个防区处理模块还包括：供电装置，供电装置用于为光发射端、光接收端、解调仪、以及光端机供电。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用在防区设置有多个防区处理模块，每个防区处理模块包括有光发射端，光接收端，光纤回路，比较器，以及光端机，光纤回路的一端连接光发射端，经折叠弯曲后另一端连接光接收端，由光发射端发送的光信号沿光纤回路反馈至光接收端，比较器比较光接收端接收到的光信号与光发射端发送的光信号是否一致，并将比较的结果传输至光端机，光端机将比较的结果进行转化，并将转化后的结果通过通信光纤传输至综合报警平台，综合报警平台在接收到比较的结果为不一致时，提示有入侵行为，并报警，解决了现有技术中周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题，进而提高了周界防护的安全性。

2、由于采用在每个防区处理模块的左右两侧分别设置光纤回路，使得每个防区处理模块形成保护屏障，对入侵行为实时监控；采用分段设置光纤回路的方式，在其中一段光纤回路被损坏时，方便及时更换，并且也不会影响其他光纤回路的监测。

3、由于采用在防区处理模块的光端机在接收到的比较的结果中添加标志信息，该标志信息用于标志该防区处理模块所在的位置信息，并将所述添加信息的结果通过通信光纤传输至综合报警平台，该综合报警平台在接收到比较的结果不一致时，根据标志信息确定发送比较的结果的位置信息，从而获得有入侵的防区的位置信息，实现对有入侵的防区进行精确定位，便于及时制止入侵行为。

4、由于采用在对应每个防区处理模块均设置有报警器，在监测到有入侵行为时，触发报警器进行报警，对违法入侵的人员形成威慑力。

5、由于采用在多个防区处理模块在每个至少两个防区处理模块处设置有图像采集装置，在比较器的比较结果为不一致时，对应开启当前位置的图像采集装置，并将采集的周界防区的视频图像通过光端机发送至综合报警平台，位于综合报警平台处的监控人员能够监测到防区产生的报警信号是否为误操作操作造成的，如果监测到确实是人为故意造成的，进行提示报警，若确实是误操作造成的，不提示报警，从而避免误操作带来的误报警。

附图说明

图1为本发明实施例中基于振动光纤技术的周界入侵监测系统的模块示意图；

图2为本发明实施例中光纤回路的设置方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，解决了现有技术中周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题，进而提高了周界防护的安全性。

为了解决上述周界防护措施存在防护安全性不高的技术问题，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，如图1所述，包括：多个防区处理模块101和综合报警平台102；其中，多个防区处理模块101设置于防护区，每个防区处理模块101包括：光发射端1011，光接收端1012，光纤回路1013，比较器1014，以及光端机1015；具体地，光纤回路1013的一端连接光发射端1011，另一端连接光接收端1012，由光发射端1011发送的光信号沿光纤回路1013反馈至光接收端1012，比较器1014比较光接收端1012接收到的光信号与光发射端1011发送的光信号是否一致，并将比较的结果传输至光端机1015，光端机1015将比较的结果进行转化，并将转化后的结果通过通信光纤传输至综合报警平台102。

在具体的实施方式中，由每个防区处理模块101将监测到的防区的安全状况上报至综合报警平台102，这样，通过远距离的传送安全状况，使得远端的监控人员实时监测到防区的状况，并对有入侵的行为进行及时制止。同时，通过该防区处理模块通过光信号的变动识别是否有入侵行为，提高了周界防护的安全性，并相较于传统的防护措施，具有较高的定位功能，低能源依赖性，对恶劣环境的适应性等特点。

具体地，每个防区处理模块101在左右两侧分别设置光纤回路1013，光纤回路1013通过固定装置可设置于防护区的防护栅栏上，或者围栏上等，该固定装置可以是扎带或者铁丝等固定结构。相邻两个防区处理模块101之间的光纤回路1013的折叠弯曲处有交叉或者相对靠近设置，这样，针对一个防区处理模块101，在左右两侧都设置的光纤回路1013作为保护屏障，能够保障在防区处理模块101周围的有各种试图翻越，破坏等入侵行为时，能够监测到。当然，还可以将该防区处理模块101的光纤回路1013埋于防护区地下，同样能够实现屏障保护的作用，在本申请实施例中就不再详细赘述了。具体原理为：当发射激光器发出直流单色光波，通过光纤耦合器分别沿正向和反向耦合进入两芯传感的光纤，形成正，反向环路马赫-泽德干涉光信号；当光纤受到沿线外界振动干扰后，具体也就是有人翻越栅栏，造成栅栏晃动，将会引起光波在光纤传输中相位的变化，形成基于双环马赫-泽德干涉的光信号相位调制传感信号，通过光纤耦合器和光环行器传送至光电探测器，监测干涉光信号的光强变化，实现光纤振动报警。

上述由于在相邻的防区处理模块101之间设置的光纤回路1013在折叠弯曲处有交叉或者相对靠近设置，如图2所示，在设置相邻的光纤回路1013时，可以有两种设置方式，一种是交叉设置，这样，使得光纤回路1013在栅栏上无缝隙的监测是否有入侵行为；另一种是相对靠近设置，这种相对靠近的设置方式使得相邻的光纤回路1013在栅栏上能够相互之间无影响，各自监测所属防区是否有入侵行为。这两种设置方式都有各自适用的场合，依具体情况来选择不同的设置方式。通过上述两种设置光纤回路1013的方式，当有回路光纤1013被损坏时，能够方便更换该回路光纤1013，并且也不会影响其他回路光纤1013的监测。

具体在防区处理模块101中设置的比较器1014与光发射端1011和光接收端1012连接，对沿光纤回路1013传输的光发射端1011的光信号和光接收端1012的光信号进行比较，并将比较的结果发送至光端机1015，因此，当获得光接收端1012接收到的光信号与光发射端1011发送的光信号不一致时，将不一致的结果发送至综合报警平台，由于光端机1015对接收到的比较的结果添加标志信息，该标志信息用于标志防区处理模块101所在的位置信息，比如，光端机1015将比较的结果添加标志信息001，综合报警平台102在接收到比较的结果为不一致时，根据标志信息001，可以确定，有入侵行为的地方为标号为001的位置，从而获得入侵的防区的位置信息。这样，在综合报警平台102中事先存储有与标志信息对应的位置信息的列表，当综合报警平台102在接收到包含标志信息的比较的结果时，能够根据标志信息，确定该结果的始发点的位置，因此，能够对有入侵或者安全防区进行精确定位。

这样，综合报警平台102不仅能够接收到由光端机1015发送的报警信息，并且能够根据编号定位该发生报警的地点，能够方便及时制止各种试图翻越，破坏等侵入行为，进行联动报警。

为了能够在监测到有入侵行为的地点对试图入侵的人员形成威慑力，在每个防区处理模块还设置有报警器，具体可以是声光报警器，在比较器1014获得防护区有入侵的处理结果时，从而触发报警器报警。及时制止试图入侵的行为，避免出现意外。

在具体的实施方式中，由比较器1014获得防护区有入侵的处理结果时，可能是人为闯入该防护区造成的，也可能是其他误操作造成的，因此，在多个防区处理模块101处至少两个防区处理模块处设置图像采集装置，该图像采集装置具体为摄像头，在正常情况下，该图像采集装置是关闭状态，当比较器1014获得防区有入侵的处理结果时，触发开启该图像采集装置，从而将当前防护区处的安全状况进行采集，并将采集到的图像视频通过光端机传输至综合报警平台102，位于综合报警平台102处的监控人员能够根据获得的图像视频判断防护区产生报警信息的事件是否是误操作造成的，如果是误操作造成的，立即关闭防区处理模块101的报警器，如果确定是人为入侵造成的，在当前的综合报警平台处也进行提示报警，这样，能够避免误操作带来的误报警。

在另一实施例中，在该基于振动光纤技术的周界入侵监测系统中还包括有现场综合处理装置，该现场综合处理装置设置于防区处理模块101与综合报警平台102之间，对接收到的多个防区处理模块101的比较处理结果进行综合处理，并将综合处理结果发送至综合报警平台102，当然，该现场综合处理装置不仅能够处理防区处理模块101上报的防护情况，还可以处理其他防区的监测模块上报的防护情况，在本发明实施例中就不再详细赘述了。

在上述两个实施例中，防区处理模块101中还包括有供电装置1016，该供电装置1016能够为该防区处理模块101中的各个功能器件供电，例如，光发射端，光接收端，解调仪，以及光端机，当然，还包括外部的报警器以及图像采集装置。

因此，本发明实施例提供的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统具有长距离监控，高精度定位，低能源依赖性，能够抵抗恶劣环境的影响的特点。而且上述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统可以应用于铁路沿线的安全防护，也可以应用于小区的安全防护等。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，包括：多个防区处理模块和远端的综合报警平台；

多个防区处理模块设置于防护区，每个防区处理模块包括：光发射端，光接收端，光纤回路，比较器，以及光端机；

所述光纤回路的一端连接所述光发射端，经折叠弯曲后另一端连接所述光接收端，由所述光发射端发送的光信号沿所述光纤回路反馈至所述光接收端，所述比较器比较所述光接收端接收到的光信号与所述光发射端发送的光信号是否一致，并将比较的结果传输至所述光端机，所述光端机将比较的结果进行转化，并将转化后的结果通过通信光纤传输至所述综合报警平台；所述综合报警平台在接收到比较的结果为不一致时，进行提示报警。

2.根据权利要求1所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，所述光发射端和光接收端位于相同一侧，其中，所述光发射端至少有一个发射端，光接收端至少有一个接收端。

3.根据权利要求2所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，每个防区处理模块的左右两侧分别设置光纤回路，相邻两个防区处理模块之间的光纤回路的折叠弯曲处有交叉或者相对靠近设置。

4.根据权利要求1或3所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，所述光端机在传输至所述综合报警平台的转化后的结果中添加标志信息，所述标志信息用于标志所述防区处理模块所在的位置信息；所述综合报警平台在进行提示报警时，根据所述标志信息确定对应的防区处理模块的位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，每个防区处理模块还包括现场报警器，所述现场报警器在所述比较器的比较的结果为不一致，进行现场提示报警。

6.根据权利要求1所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，多个防区处理模块中每隔至少两个防区处理模块处设置有图像采集装置，在所述比较器的比较结果为不一致时，对应开启当前位置的图像采集装置，并将采集的周界防区的视频图像通过光端机发送至所述综合报警平台，所述综合报警平台根据所述视频图像判断是否存在误报警。

7.根据权利要求1或5或6所述的基于振动光纤技术的周界入侵监测系统，其特征在于，每个防区处理模块还包括供电装置，所述供电装置用于为光发射端、光接收端、比较器以及光端机供电。