一种精确定位型水下安防拦阻网系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种精确定位型水下安防拦阻网系统，采用经、纬通道两根光缆作为分布式扰动传感器搭配光纤扰动分析仪实现了对拦阻网的经、纬交叉定位预警，同时具有判断入侵行为的功能，当发生入侵行为时能够迅速预警入侵位置和入侵行为类别，为安保部门做出应急反应提供充足的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种精确定位型水下安防拦阻网系统
本技术涉及水下安防
，尤其涉及一种精确定位型水下安防拦阻网系统。
技术介绍
针对高安全等级目标的安防设施，是维护国家稳定与安全的重要保障，为了有效防止对于高安全等级目标的非法入侵以及恶意破坏，通常会采用物理安防手段对目标实施全面的保护。对于处在地面的高安全等级目标(例如建筑物)，其能够采用的安防手段比较完善，常用的物理安防手段如筑高墙、围电网刀刺网以及技防手段如视屏监控、电子脉冲围栏等都能对地面目标起到有效的安防保护作用；但是对于处在水下的高安全等级目标(比如航母和潜艇基地、港口码头、水下弹药物资库、前线驻军岛礁、水下历史古迹等)的安防系统，在很大程度上受到水环境的影响，往往很难实现对水下高安全等级目标的有效安防保护。针对水下安防环境的特殊性，一种现有技术提出利用光纤对微振动敏感原理制作水下安防监测网。但是，该现有技术对编织水下安防监测网的光纤光缆的结构没有明确，实际应用中光纤不能反馈准确的振动发生位置，同时使用普通的通信光缆由于没有足够的强度，不能对非法入侵起到拦阻作用。另一种现有技术提出使用电缆制作水下安防网的方案，但其弊端很明显：一是电缆很容易被破坏，长期泡在海水里，寿命有限，维护困难，成本很高；二是茫茫大海里供电困难、电缆的损耗很大，不适合大长度或者大范围的应用。为了能够提供有效的安防保护效果，水下安防系统必须同时具有入侵预警和入侵阻拦的效果。只具备阻拦效果的防护装置只能延缓入侵的速度，任何阻拦都最终会被人为破坏从而造成侵害的发生。对于水下安防这一特殊领域，由于往往要面对大面积的防护区域，如不能在入侵发生过程中及时提供准确的入侵位置具体信息预警则很难在有限时间内确定入侵情况，造成安防设施的拦阻防护不足以留出时间供安保部门做出应急反应的被动局面，非法入侵以及恶意破坏仍会发生，安防系统起不到应有的保护作用。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术提出一种精确定位型水下安防拦阻网系统，采用两根光缆作为分布式扰动传感器，通过两根光缆采集到的扰动信号的交叉定位实现了入侵位置的准确报警，能够在入侵发生的第一时间为安保部门应急提供准确的信息。为实现以上目的，本技术所采用的技术方案包括：一种精确定位型水下安防预警系统，包括水下拦阻网模块、现场监测模块和安全监测预警模块；所述水下拦阻网模块包括设置有经、纬两根光缆的拦阻网、固定在拦阻网经、纬交界处固定网扣的增强胶片以及固定拦阻网四边的边框；所述设置有经、纬两根光缆的拦阻网为在合适网格密度的拦阻网上依据所需预警精度沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬两根光缆，或为直接采用经、纬两根光缆与纲绳一起编制的具有所需预警精度以及合适网格密度的拦阻网；所述现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪、设备数据库和现场通信服务器；所述光纤扰动信息分析仪连接水下拦阻网模块中经、纬两根光缆内的两组光纤并分别向两组光纤内发送脉冲光，同时分别接收两组光纤产生的后向瑞利散射光并将接收到的后向瑞利散射光还原为光纤扰动信息，所述光纤扰动信息包括光纤振动的幅度、频率和发生振动的位置，所述位置对应拦阻网经、纬通道光缆区域编号X、Y；所述设备数据库依照拦阻网的网格区域编号分别保存拦阻网不同位置的光纤扰动信息；所述现场通信服务器将光纤扰动信息通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块；所述安全监测预警模块包括远程通信服务器、监控主机以及若干监控终端；所述远程通信服务器接收来自现场监测模块的光纤扰动信息并传输至监控主机；所述监控主机根据各监控终端的预设信息需求以及监控终端使用人员的申请将相关光纤扰动信息发送至监控终端；所述监控终端包括电脑、移动设备和网络数据访问接口。进一步地，所述水下拦阻网模块还包括布置于拦阻网上的光纤摄像机和光纤水听器阵列；所述光纤摄像机拍摄的影像信息和光纤水听器阵列采集到的水声信息通过光纤传输至现场监测模块，并进一步通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块。进一步地，所述光纤连接远程通信光缆，光纤扰动信息通过远程通信光缆传输至远端检测设备；所述远程通信光缆包括既有海底通信光缆或独立设置的通信光缆或专为水下安防拦阻网系统使用的特殊通信光缆。进一步地，所述光纤扰动信息分析仪包括经通道、纬通道两组分析回路以及信息处理主机；所述分析回路包括窄线宽激光器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、光电探测器、数据采集卡；所述窄线宽激光器输出连续激光光波经声光调制器转换为脉冲光，所述脉冲光利用掺铒光纤放大器进行光强放大后通过环形器输入分析仪所连接的拦阻网光纤，由光纤扰动产生的后向瑞利散射光经环形器被光电探测器接收并由数据采集卡采集光强信号；所述信息处理主机通过分析各组光纤扰动产生的后向瑞利散射光光强信号得到该组回路的光纤扰动信息，并结合两组回路的光纤扰动信息得到对应拦阻网具体位置的扰动信息。使用如上述系统的一种精确定位型水下安防预警方法，包括以下步骤：A、安装设置包括经、纬通道两根光缆的水下安防拦阻网预警系统；B、分别标注经、纬通道光缆区域编号，并根据经、纬通道光缆区域编号得到拦阻网经纬交叉预警网格区域编号；C、设定拦阻网各网格区域编号所代表位置的光纤扰动信息基准值和报警值；D、当探测到某位置光纤扰动信息超过报警值时，向监控终端发出针对该位置网格区域编号的报警信息。进一步地，所述方法还包括以下选择性步骤：E、水下安防拦阻网预警系统上还安装有光纤摄像机和光纤水听器阵列，发出报警信息位置的影像信息和水声信息被采集保存。进一步地，所述步骤A包括以下分步骤：A1、在需要安防保护的目标周围布置包含经、纬通道两根光缆的水下预警拦阻网，或在现有拦阻网上根据预警精度需要沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬通道两根光缆；所述经、纬通道两根光缆根据预警精度需求在拦阻网上均匀间隔设置，形成均匀排布的经纬交叉预警网格；A2、分别将经通道光缆内经通道光纤信号传输端以及纬通道光缆内纬通道光纤信号传输端与光纤扰动信息分析仪相连接，确保光纤扰动信息能够正常传输，形成经、纬双通道光纤扰动信息传输回路；进一步地，所述步骤B包括以下分步骤：B1、将经通道光缆依据其排布按顺序设置经通道光缆区域编号X为1至m；将纬通道光缆依据其排布按顺序设置纬通道光缆区域编号Y为1至n；B2、依据经通道在前纬通道在后的格式组合得到经纬交叉预警网格区域编号X-Y。进一步地，所述步骤C包括以下分步骤：C1、对于已经安装到位的拦阻网预警系统，记录因自然原因产生的光纤扰动信息，并据此建立对应拦阻网各经纬交叉预警网格区域编号位置的光纤扰动信息基准值；所述因自然原因产生的光纤扰动信息包括海浪和洋流冲刷导致的拦阻网晃动以及拦阻网安装到位后在正常状态下所承受的扰动；C2、根据安防需要以及拦阻网光纤扰动信息基准值分别设定对应拦阻网各经纬交叉预警网格区域编号位置的光纤扰动信息报警值；所述光纤扰动信息报警值大于等于拦阻网相同网格区域编号位置的光纤扰动信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于包括水下拦阻网模块、现场监测模块和安全监测预警模块；/n所述水下拦阻网模块包括设置有经、纬两根光缆的拦阻网、固定在拦阻网经、纬交界处固定网扣的增强胶片以及固定拦阻网四边的边框；所述设置有经、纬两根光缆的拦阻网为在合适网格密度的拦阻网上依据所需预警精度沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬两根光缆，或为直接采用经、纬两根光缆与纲绳一起编制的具有所需预警精度以及合适网格密度的拦阻网；/n所述现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪、设备数据库和现场通信服务器；所述光纤扰动信息分析仪连接水下拦阻网模块中经、纬两根光缆内的两组光纤并分别向两组光纤内发送脉冲光，同时分别接收两组光纤产生的后向瑞利散射光并将接收到的后向瑞利散射光还原为光纤扰动信息，所述光纤扰动信息包括光纤振动的幅度、频率和发生振动的位置，所述位置对应拦阻网经、纬通道光缆区域编号；所述设备数据库依照拦阻网的网格区域编号分别保存拦阻网不同位置的光纤扰动信息；所述现场通信服务器将光纤扰动信息通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块；/n所述安全监测预警模块包括远程通信服务器、监控主机以及一个或多个监控终端；所述远程通信服务器接收来自现场监测模块的光纤扰动信息并传输至监控主机；所述监控主机根据各监控终端的预设信息需求以及监控终端使用人员的申请将相关光纤扰动信息发送至监控终端；所述监控终端包括电脑、移动设备和网络数据访问接口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于包括水下拦阻网模块、现场监测模块和安全监测预警模块；
所述水下拦阻网模块包括设置有经、纬两根光缆的拦阻网、固定在拦阻网经、纬交界处固定网扣的增强胶片以及固定拦阻网四边的边框；所述设置有经、纬两根光缆的拦阻网为在合适网格密度的拦阻网上依据所需预警精度沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬两根光缆，或为直接采用经、纬两根光缆与纲绳一起编制的具有所需预警精度以及合适网格密度的拦阻网；
所述现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪、设备数据库和现场通信服务器；所述光纤扰动信息分析仪连接水下拦阻网模块中经、纬两根光缆内的两组光纤并分别向两组光纤内发送脉冲光，同时分别接收两组光纤产生的后向瑞利散射光并将接收到的后向瑞利散射光还原为光纤扰动信息，所述光纤扰动信息包括光纤振动的幅度、频率和发生振动的位置，所述位置对应拦阻网经、纬通道光缆区域编号；所述设备数据库依照拦阻网的网格区域编号分别保存拦阻网不同位置的光纤扰动信息；所述现场通信服务器将光纤扰动信息通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块；
所述安全监测预警模块包括远程通信服务器、监控主机以及一个或多个监控终端；所述远程通信服务器接收来自现场监测模块的光纤扰动信息并传输至监控主机；所述监控主机根据各监控终端的预设信息需求以及监控终...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔小瑞，缪宏，王瑛剑，缪文韬，郑亮，李海洋，司辉，周抗冰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42