基于光纤的振动事件的监测方法技术

本发明专利技术涉及光纤通信技术领域，公开了一种基于光纤的振动事件的监测方法

【技术实现步骤摘要】
基于光纤的振动事件的监测方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种基于光纤的振动事件的监测方法
、
系统
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]随着光纤铺设范围的扩大，受到了愈来愈多外力破坏造成的通信中断等负面影响，其中，造成光纤破坏的外部因素主要有：工程作业
、
人为恶意破坏或盗窃和自然灾害等
。
因此，为了减小由于光纤损坏而造成的负面影响，对于监测和保护光纤的正常运行的安全性和可靠性是非常必要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于解决现有技术中，对光纤上存在的振动事件不能精准识别，并且误报率较高的技术问题
。
[0004]本专利技术第一方面提供了一种基于光纤的振动事件的监测方法，应用于光纤振动监测系统，其特征在于，所述光纤振动监测系统包括处理单元
、
分布式振动传感单元
、
分布式声波传感单元和光开关单元，所述处理单元分别与所述分布式振动传感单元
、
所述分布式声波传感单元和所述光开关单元通信连接，所述分布式振动传感单元和所述分布式声波传感单元均通过所述光开关单元连接光纤，所述基于光纤的振动事件的监测方法包括：当所述分布式振动传感单元监测到所述光纤存在振动事件时，获取在所述振动事件发生时的振动信号并传输给处理单元；所述处理单元基于所述振动信号确定所述振动事件的位置信息，向所述光开关单元发送切换指令并将所述位置信息发送给所述分布式声波传感单元；所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光纤的反射光信号，根据所述位置信息和所述反射光信号获取所述振动事件的音频信号，并将所述音频信号传输给所述处理单元；所述处理单元基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示；所述处理单元响应于用户在所述显示界面上的触控操作，播放所述音频信号
。
[0005]可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述处理单元基于所述振动信号确定所述振动事件的位置信息，包括：所述处理单元解析所述振动信号，得到所述振动信号中各瑞利散射信号的信号强度；提取所述信号强度超过预设的信号强度阈值范围的各瑞利散射信号，得到异常振动信号集合；获取所述异常振动信号集合中的各瑞利散射信号的第一相位信息和波长信息，以及在未检测到存在振动事件的情况下各瑞利散射信号的第二相位信息，计算所述第一相位信息和所述第二相位信息之间的相位差值；利用光时域反射测量技术，基于所述相位差值和所述波长信息计算所述振动事件的位置信息
。
[0006]可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光纤的反射光信号，根据所述位置信息和所述反射光信号获取所述振动事件的音频信号，包括：所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光
纤的反射光信号，放大所述反射光信号的光功率，并将所述反射光信号转换为高频电信号；对所述高频电信号进行信号放大和信号滤波，并将所述高频电信号转换为数字基带信号；基于预设的振动频率对所述数字基带信号进行频率特征分析，根据所述位置信息提取与所述振动事件对应的声音信号；通过数字信号处理技术对所述声音信号进行处理，以获取降噪后的声音信号，并从降噪后的所述声音信号中获取与所述位置信息对应的音频信号
。
[0007]可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述处理单元基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示，包括：获取采集到所述光纤上各点的反射光信号的采集时间和各所述反射光信号的相位幅值，基于所述位置信息和所述采集时间生成二维矩阵；将所述相位幅值转换为对应的颜色，得到带颜色的二维矩阵；将所述振动信号和所述音频信号进行格式转换，分别得到振动回放数组和声音回放数组，并对所述带颜色的二维矩阵进行渲染得到所述振动事件的预警图像；将所述振动回放数组和所述声音回放数组与所述预警图像对应的位置信息进行关联存储，并将所述预警图像在显示界面上进行展示
。
[0008]可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述处理单元响应于用户在所述显示界面上的触控操作，播放所述音频信号，包括：若所述处理单元监测到在所述显示界面上用户的第一触控操作，对所述声音回放数组和
\
或所述振动回放数组进行渲染并播放；若所述处理单元监测到在所述显示界面上用户的第二触控操作，检验所述振动事件是否持续进行；若持续进行，采集当前时刻所述振动事件的实时音频信号，对所述实时音频信号进行渲染并播放
。
[0009]可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，在所述处理单元基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示之后，还包括：所述处理单元基于所述音频信号确定所述振动事件的振动类型；获取与所述振动类型对应的预警信息模板，将所述位置信息
、
所述振动类型添加至所述预警信息模板对应的字段；将添加完成后的所述预警信息模板和所述音频信号输出为预警信号
。
[0010]可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述处理单元基于所述音频信号确定所述振动事件的振动类型，包括：利用多次获取到的音频信号和对应的振动类型标签进行训练，得到振动类型预测网络；所述处理单元接收所述音频信号，并输入至所述振动类型预测网络，确定所述振动事件的振动类型
。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种光纤振动监测系统，包括：处理单元
、
分布式振动传感单元
、
分布式声波传感单元和光开关单元，所述处理单元分别与所述分布式振动传感单元
、
所述分布式声波传感单元和所述光开关单元通信连接，所述分布式振动传感单元和所述分布式声波传感单元均通过所述光开关单元连接光纤；所述处理单元用于接收基于所述分布式振动传感单元获取到的振动事件的振动信号以确定的所述振动事件的位置信息，向所述光开关单元发送切换指令以启动所述分布式声波传感单元工作，并将位置信息发送至所述分布式声波传感单元，接收基于所述分布式声波传感单元获取到的振动事件的音频信号，基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示，并响应用户在所述显示界面上的触控操作，播放所述音频信号；所述分布式振动传感单元用于监测所述光纤内是否发生所述振动事件，若发生所述振动事件，则获取所述在所述振动事件发生时的振动信号发送至所述处理单元；所述分布式声波传感单元
用于接收所述光纤的反射光信号，根据所述位置信息和所述反射光信号获取所述振动事件的音频信号，并将所述音频信号传输给所述处理单元
。
[0012]可选地，在本专利技术第二方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于光纤的振动事件的监测方法，应用于光纤振动监测系统，其特征在于，所述光纤振动监测系统包括处理单元
、
分布式振动传感单元
、
分布式声波传感单元和光开关单元，所述处理单元分别与所述分布式振动传感单元
、
所述分布式声波传感单元和所述光开关单元通信连接，所述分布式振动传感单元和所述分布式声波传感单元均通过所述光开关单元连接光纤，所述基于光纤的振动事件的监测方法包括：当所述分布式振动传感单元监测到所述光纤存在振动事件时，获取在所述振动事件发生时的振动信号并传输给处理单元；所述处理单元基于所述振动信号确定所述振动事件的位置信息，向所述光开关单元发送切换指令并将所述位置信息发送给所述分布式声波传感单元；所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光纤的反射光信号，根据所述位置信息和所述反射光信号获取所述振动事件的音频信号，并将所述音频信号传输给所述处理单元；所述处理单元基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示；所述处理单元响应于用户在所述显示界面上的触控操作，播放所述音频信号
。2.
根据权利要求1所述的基于光纤的振动事件的监测方法，其特征在于，所述处理单元基于所述振动信号确定所述振动事件的位置信息，包括：所述处理单元解析所述振动信号，得到所述振动信号中各瑞利散射信号的信号强度；提取所述信号强度超过预设的信号强度阈值范围的各瑞利散射信号，得到异常振动信号集合；获取所述异常振动信号集合中的各瑞利散射信号的第一相位信息和波长信息，以及在未检测到存在振动事件的情况下各瑞利散射信号的第二相位信息，计算所述第一相位信息和所述第二相位信息之间的相位差值；利用光时域反射测量技术，基于所述相位差值和所述波长信息计算所述振动事件的位置信息
。3.
根据权利要求2所述的基于光纤的振动事件的监测方法，其特征在于，所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光纤的反射光信号，根据所述位置信息和所述反射光信号获取所述振动事件的音频信号，包括：所述分布式声波传感单元通过所述光开关单元接收所述光纤的反射光信号，放大所述反射光信号的光功率，并将所述反射光信号转换为高频电信号；对所述高频电信号进行信号放大和信号滤波，并将所述高频电信号转换为数字基带信号；基于预设的振动频率对所述数字基带信号进行频率特征分析，根据所述位置信息提取与所述振动事件对应的声音信号；通过数字信号处理技术对所述声音信号进行处理，以获取降噪后的声音信号，并从降噪后的所述声音信号中获取与所述位置信息对应的音频信号
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的基于光纤的振动事件的监测方法，其特征在于，所述处理单元基于所述振动信号
、
所述位置信息和所述音频信号生成所述振动事件的预警图像并在显示界面上进行展示，包括：
获取采集到所述光纤上各点的反射光信号的采集时间和各所述反射光信号的相位幅值，基于所述位置信息和所述采集时间生成二维矩阵；将所述相位幅值转换为对应的颜色，得到带颜色的二维矩阵；将所述振动信号和所述音频信号进行格式转换，分别得到振动回放数组和声音回放数组，并对所述带颜色的二维矩阵进行渲染得到所述振动事件的预警图像；将所述振动回放数组和所述声音回放数组与所述预警图像对应的位置信息进行关联存储，并将所述预警...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄星义，刘凯鹏，李宇斌，许凯津，
申请(专利权)人：高勘广州技术有限公司，
类型：发明
国别省市：