一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质。其中，该方法包括：获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱；根据预先训练的频移提取模型和背向散射光的布里渊谱，确定背向散射光的布里渊频移；根据光纤线路的环境信息和背向散射光的布里渊频移，解调光纤线路的应变。与现有技术相比，采用频移提取模型能够更快速得解调出背向散射光的布里渊频移，即使是在布里渊谱信噪比较低时，也能表现出更高的可靠性，执行本申请技术方案，可以提高光纤线路的应变解调速度以及解调准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质


[0001]本申请实施例涉及光纤测量
，尤其涉及一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着电力系统的发展，电力光缆(例如光纤复合架空线路，简称为光纤线路)的应用越来越广泛。光纤线路架设于空中，容易遭受外力破坏(如风吹、覆冰、山火、雷击等)导致发生故障。因此，对光纤线路的应变情况进行监测是非常有必要的。
[0003]现有技术中，常用基于最小二乘拟合的方法或基于洛伦兹模型的谱拟合方法来计算光纤中的脉冲光的布里渊频移，进而解调光纤线路的应变，从而实现对光纤线路的应变情况的监测。但是，该方法存在解调速度较慢且实时性较差的缺点，所以在对于光纤线路故障预警方面达不到预期效果。因此，需要设计一种光纤线路应变解调方法，以提高光纤线路的应变解调速度以及解调准确性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质，以实现提高光纤线路的应变解调速度以及解调准确性。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光纤线路的应变解调方法，该方法包括：
[0006]获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱；
[0007]根据预先训练的频移提取模型和所述背向散射光的布里渊谱，确定所述背向散射光的布里渊频移；
[0008]根据所述光纤线路的环境信息和所述背向散射光的布里渊频移，解调所述光纤线路的应变；其中，所述应变是光纤线路因受温度变化和/或外力变化所发生的变化。
[0009]第二方面，本申请实施例提供了一种光纤线路的应变解调装置，该装置包括：
[0010]获取模块，用于获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱；
[0011]确定模块，用于根据预先训练的频移提取模型和所述背向散射光的布里渊谱，确定所述背向散射光的布里渊频移；
[0012]解调模块，用于根据所述光纤线路的环境信息和所述背向散射光的布里渊频移，解调所述光纤线路的应变；其中，所述应变是光纤线路因受温度变化和/或外力变化所发生的变化。
[0013]第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0014]一个或多个处理器；
[0015]存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0016]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本申请任意实施例所述的光纤线路的应变解调方法。
[0017]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程
序，其中，该程序被处理器执行时实现本申请任意实施例所述的光纤线路的应变解调方法。
[0018]本申请实施例提供了一种光纤线路的应变解调方法、装置、设备及介质，获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱；根据预先训练的频移提取模型和背向散射光的布里渊谱，确定背向散射光的布里渊频移；根据光纤线路的环境信息和背向散射光的布里渊频移，解调光纤线路的应变。执行本申请技术方案，可以提高光纤线路的应变解调速度以及解调准确性。
[0019]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0020]附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
[0021]图1为本申请实施例提供的光纤线路的应变解调方法的第一流程示意图；
[0022]图2为本申请实施例提供的频移提取模型的结构图；
[0023]图3为基于洛伦兹模型计算的光纤前后两点布里渊频移之差；
[0024]图4为基于频移提取模型计算的光纤前后两点布里渊频移之差；
[0025]图5为本申请实施例提供的光纤线路的应变解调方法的第二流程示意图；
[0026]图6为本申请实施例提供的光纤线路的应变解调方法的第三流程示意图；
[0027]图7为本申请实施例提供的光纤线路的应变解调装置的结构示意图；
[0028]图8是用来实现本申请实施例的光纤线路的应变解调方法的电子设备的框图。
具体实施方式
[0029]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]实施例一
[0031]图1为本申请实施例提供的光纤线路的应变解调方法的第一流程示意图；图2为本申请实施例提供的频移提取模型的结构图；图3为基于洛伦兹模型计算的光纤前后两点布里渊频移之差；图4为基于频移提取模型计算的光纤前后两点布里渊频移之差。本实施例可适用于根据光纤线路中背向散射光的信息，确定光纤线路的应变状况的情况。本实施例提供的光纤线路的应变解调方法可以由本申请实施例提供的光纤线路的应变解调装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在执行本方法的电子设备中。
[0032]参见图1，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：
[0033]S110、获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱。
[0034]在本申请实施例中，利用耦合器将脉冲光注入至光纤线路中，脉冲光在光纤线路中传播时，由于光纤线路中实际存在的不均匀性(如光纤接头点、光纤断裂点或光纤发生应变等)，沿光纤线路各点发生布里渊散射现象，一部分散射光沿传播相反方向回到注入端，即背向散射光。因此，可通过光电检测器在注入端获得光纤沿线的背向散射光的布里渊谱。其中，布里渊谱是关于背向散射光的波长和光功率的二维变化曲线。
[0035]S120、根据预先训练的频移提取模型和背向散射光的布里渊谱，确定背向散射光的布里渊频移。
[0036]在本申请实施例中，经上述步骤S110获取到背向散射光的布里渊谱之后，再通过频移提取模型对布里渊谱进行处理，从布里渊谱中提取出背向散射光的布里渊频移。
[0037]可选的，频移提取模型是将背向散射光的布里渊谱中的光功率作为样本，并通过Levenberg
‑
Marquardt算法进行训练的；频移提取模型是单隐层的多层前馈人工神经网络，其结构如图2所示。
[0038]其中，多层前馈人工神经网络的输入输出关系如公式(1)所示：
[0039][0040]式中，o
mq
为针对第q个训练样本在输出层第m个神经元的输出；i
nq
第q个训练样本中的样本数据，其中，I
q
＝[i
1q
,i
2q
,
…
,i
nq
,
…
,i
Nq
]为第q个训练样本；和分别为隐层和输出层神经元的激活函数；α
nh
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤线路的应变解调方法，其特征在于，所述方法包括：获取光纤线路中背向散射光的布里渊谱；根据预先训练的频移提取模型和所述背向散射光的布里渊谱，确定所述背向散射光的布里渊频移；根据所述光纤线路的环境信息和所述背向散射光的布里渊频移，解调所述光纤线路的应变；其中，所述应变是光纤线路因受温度变化和/或外力变化所发生的变化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先训练的频移提取模型和所述背向散射光的布里渊谱，确定所述背向散射光的布里渊频移，包括：根据所述背向散射光的布里渊谱，确定所述背向散射光的光功率；将所述背向散射光的光功率输入至频移提取模型中，确定所述背向散射光的布里渊频移。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光纤线路的环境信息和所述背向散射光的布里渊频移，解调所述光纤线路的应变，包括：判断所述光纤线路的温度是否发生变化；若否，则根据基准温度和所述背向散射光的布里渊频移，确定基准布里渊频移；根据所述光纤线路的轴向位置、应变敏感系数和所述基准布里渊频移，确定所述光纤线路的应变中的外力变化状况。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光纤线路的环境信息和所述背向散射光的布里渊频移，解调所述光纤线路的应变，包括：判断所述光纤线路的外力是否发生变化；若否，则根据基准外力和所述背向散射光的布里渊频移，确定基准布里渊频移；根据所述光纤线路的轴向位置、应变敏感系数和所述基准布里渊频移，确定所述光纤线路的应变中的温度变化状况。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频移提取模型是将所述背向散射光的布里渊谱中的光功率作为样本，并通过Levenber...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明武，张璐娟，钟超逸，郑兴月，王曦彤，雷雨，周文，曾夏叶，谭翠容，黄青平，何溢，骆宇平，陈丽光，邹晓明，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司河源供电局，
类型：发明
国别省市：