上海欧脉精准定位型光纤预警系统

欧脉高精度定位光纤报警系统

一、简介

公司于国内开发了具有自主知识产权的基于带定位功能的分布式光纤传感监控监测与定位技术的新产品——“分布式全光纤智能监控预警系统”以及光纤周界报警系统，是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的新型现代防御体系。

二、产品介绍

2.1报警主机

定位振动光纤报警主机是本系统核心部件，由光发送、传感光路、光接收、信号采集、处理与定位模块组成。为了保证传感系统的主要指标，采用专用白光光源以及多种技术相结合的光路组合，将微弱的外界应变信号传输并检测出来。光接收模块具备对从传感光纤传递过来的背向散射载波信号、由扰动产生的微小光相位信号、在波长域的变化信息的检测。信号采集、处理与定位模块具备在较强的背景噪声拣选有用变化信息，并进行去噪、整形、放大及高速AD转化，得到扰动信号在频域和时域的变化信号送主控计算机进行处理。

2.2定位型振动光缆-系统原理

分布式光纤周界监控预警系统采用光纤振动传感网络全新的目标识别、智能融合、协同感知与定位传感网系统构架等核心技术，实现设防周界入侵目标的有效分类和高精度定位。该技术利用一芯光纤对外界的任何微小扰动信号形成的振动波、压力波、声波进行感知；通过对光信号参数（振幅、频率、相位、偏振态）的调制，再经过对光信号的检出、传输以及光电信号的处理后，能准确检出扰动源状态，计算其位置，并进行扰动源的危害判断，模式识别后，做出处理方案选择。可有效探测触摸围栏、剪断围栏、攀爬围栏、破坏墙体、翻越围墙等入侵行为。

距离探测原原理，过测量光纤中的后向瑞利散射光传入系统时间来计算定位距离，如图： 

2.3模式识别及自学习

振动光缆-模式识别及自学习原理

我司系统通过硬件及软件二种方式结合以提高入侵识别的准确率，大程度降低误报和杜绝漏报。系统采用了高速数据处理电路，可以捕捉到短促的入侵振动信号，并通过滤波器过滤掉了大部分环境噪声，从而进行后续信号处理与分析。

系统预处理采用能量谱分析算法，进一步去除噪声，然后将归一化后的数据传递给特征提取模块。特征提取模块提取了波形超过40多种特征，涵盖了强度、分布、面积、频率等。模式识别算法采用的是基于神经网络的模式识别算法，有效地提高了扰动信号的识别率。从公司成立以来经过数十年的数据积累，建立了足够强大的信号样本数据库，从而为准确识别入侵行为。定了坚实的数据基础。自学习功能，为后期不断完善样本数据库提供了有效的技术支持。 

特征值提取算法

  扰动信号经过数字化、能量谱分析等预处理后，可以统计并分析在多个单位时间内扰动点的扰动幅值强度、扰动频率多寡、扰动的分布以及扰动波形包络的导数变化分析等本质特征参数。通过对这些参数的有效分析和特征提取，可得到不同类别扰动信号的显著特征，已经可以初步辨别雨雪、雷电、车辆等环境干扰及非入侵信号。

2.4基于神经网络的模式识别算法

  模式识别它指的是，对表征事物或现象的各种形式的信息进行处理和分析，从而达到对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的目的。

  模式识别从十九世纪五十年代兴起，在二十世纪七八十年代风靡一时，是信息科学和人工智能的重要组成部分，主要被应用于图像分析与处理、语音识别、声音分类、通信、计算机辅助诊断、数据挖掘等方面。

  当振动光缆感知到扰动信号时，扰动信号经过特征提取后，将提取后的特征值参数送至模式识别子模块进行行为模式识别。系统采用有效的神经网络技术，通过多层次神经网络对特征值参数进行运算和识别，从而检测出扰动信号的类型。该神经网络在同等的识别准确率下训练和识别速度较快，更加满足实际应用的实时性要求。

  我司产品经过数十年的工程经验累积，模式识别数据库已经足够强大，几乎拥有各种场景下的数据信号，并且还在不断的增加，这为我们产品的低误报打下了坚实的数据基础。基于这些信号使用目前主流的人工智能AI技术对数据进行训练，提取出各种信号的特征，加入模式识别特征数据库，从而实现低误报的目标。常见信号如下所示：

小鸟，小动物信号

 人为攀爬，敲击信号

 短频连续敲击信号

 雨天信号

 大风信号

自学习-神经网络模型

  我司产品模式识别技术基于神经网络模型，能够更便捷快速的实现设备性能与各种场景的匹配，设备在不同场景下运行，通过对现场信号的收集感知，设备能够自动在后台完成对现场环境数据的学习训练工作，随着数据的不便完善，模式识别的拟合度会不断提高，真正意义上实现设备依据现场环境的自学习。

2.5视频联动

当周界围栏或光缆上发生入侵扰行为时，入侵点会在电子地图中显示出来。如图所 示，地图的红色方块表示判定的扰动点，同时在对应区域内的监控摄像头也会打开，视 频联动窗口弹出并调用相应的预置点信息，我们可以通过调用对应的摄像机使摄像机自 动转动到入侵点位来进行实时的视频监控。本系统支持工业电视摄像前端一对一、多对 一、一对多等多种视频联动关系；

特色：

视频联动储存功能 当系统产生报警并视频联动后，系统后台将对报警产生的现场视频进行 5S 存储并截 取现场图片，同时支持查询。

2.6软件基本介绍

系统主界面包括几个子面板，这些子面板可以通过点击面板顶部相应的标签进行查看。依赖于访问等级的权限，用户拥有不同操作权限。其显示的是用管理员和操作员登录时看到的界面：

周界警报显示及视频联动

当周界围栏或光缆上发生侵扰行为时，入侵点会在电子地图中显示出来。地图的红色方块表示判定的扰动点。

同时在对应区域内的监控摄像头也会打开，我们可以通过对应的摄像头来进行实时的视频监控：

三、产品优势

1) 系统定位采用光纤作为传感器。防区主要采用软件方式划分防区方式。前端各通道振动传感光缆相互独立：某一防区的传感单元被破坏或发生故障时,不影响其他防区的正常工作。

2) 系统具有多防区划分功能，可在软件上直接划分或调整防区；具有定位功能≤2米。

3) 系统具有模式辨识功能，可有效剔除刮风、下雨、雷电和机动车通行造成的环境振动及鸟、老鼠、猫、狗等小型动物的误报。

  依附于庞大海量的特征数据库，系统的模式识别算法目前基于监督学习，通多对震动数据的不断训练得到适用性越来越强的泛化模型，可直接应用于现场环境下同类行为的模式解析，并根据结果反馈不断自我优化。

4) 在设防状态下，当布防区有入侵（攀爬围栏、破坏围栏、攀爬大门、破坏大门等入侵行为）发生时，报警控制设备显示出报警发生的区域或地址，当多路、多点同时报警时，报警控制设备应依次显示出报警发生的区域或地址，同时发出声光报警信息，报警信息应能保持到手动复位，报警信号应无丢失。

5) 报警系统布防区域无盲区、无死角，如防盗网匝栏、防盗网支架、大门、逃生门等区域。

6) 入侵报警系统提供IP 联动SDK 实现与视频监控系统设备的联动功能。在设防状态下，当探测到入侵发生时，可通过联动模块上传报警信号驱动视频监控系统摄像前端转动，转向报警区域，同时控制室即刻发出声光报警，使操作人员直观，实时掌握现场情况，根据现场实际情况，进行针对性的相关操作。

7) 现场设备具有防拆功能和故障报警功能，在设防或撤防状态下当前端处理器被打开、传输线路断路、报警主机电源故障等情况发生时，报警控制设备上应能发出声光报警信息，报警信息能保持到手动复位，报警信号应无丢失。

8) 报警发生后，报警平台能够触发声光报警器发出声光报警信息，报警信息能保持到手动复位无丢失。在撤防状态下，系统对入侵事件不做出响应。

9) 系统具有自诊断功能，包括断纤自检、防区失效自检、通信中断自检、设备故障自检、防死机（自动激活）等功能，且安装简单，易于维护。

10) 系统具有报警、故障、被破坏（包括开机、关机、断纤、撤防、更改等）等信息的显示记录功能。系统记录应包括事件发生的时间、地点、性质（断线、入侵），报警记录处理信息（确认、未确认）等，记录信息不能更改，可生成报警记录统计报表，系统服务器可保存报警事件信息1000000条以上，系统只允许系统管理员权限的用户对数据进行操作，断纤后仍可保证全线的无盲区监测。

11) 信号处理器实时对每一个防区进行检验，任意防区被破坏均能发出声光报警信息并在3D地图上显示故障地点。

12) 系统能手动/自动设防/撤防，每个防区可单独布、撤防并设定参数，能将全部或部分区域任意设防和撤防，设防、撤防状态应在显示终端中有明显不同的显示。

13) 系统的响应时间不大于2s。

14) 探测设备抗不良天气环境干扰能力强，灵敏度根据不同现场情况和气候可调。每个防区可单独设定灵敏度。振动传感器具有智能识别功能，可有效屏蔽风雨等自然因素及老鼠、鸟、猫等小动物对传感器引起的振动，同时对施工人员单次误碰也可以屏蔽。

15) 系统周界报警采用激光对射与振动光缆联合布防。

16) 视频监控系统可对整个监控区域进行监控。

17) 与SCADA系统联动，可提供一路开关量信号。

18) 系统防区和范围可在软件周界上进行设定，以便于对通道门等出入口进行处理。本系统可对每一个振动单元进行独立的灵敏度设置，实现高灵敏度下的极低误报率，有效克服了误报和漏报参数设置调和的矛盾。

19) 大监控长度：10km,每防区防护范围:5m-5000m用户可调;漏报率:零漏报;误报率:≤1次/月·防区;响应时间:≤1s;报警接口:数字报警信号；24路干接点输出开关量报警信号;工作温度:室内：0℃~+45℃，室外：-40℃~70℃;工作湿度:0~95%RH;电气特性:220V AC，50Hz;通信接口:TCP/IP，继电器，RJ45，RS485;处理器:工业级处理器;频响范围:1-60Hz;报警类型:事件报警、断纤报警、通信状态报警、系统状态报警等;光纤接口类型:FC/APC;户外布防:围栏布设;闪存:内置闪存，支持掉电状态存储及上电恢复。

20) 振动光缆系统单点故障不影响其余防区设置。

21) 防剪断功能：现场设备具有断纤报警、故障报警功能

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