不需要哨兵了!我國造出光纖振動報警系統,可定位75公里內入侵


不需要哨兵了!我國造出光纖振動報警系統,可定位75公里內入侵

眾所周知,軍事部門核心區域、大型軍民用機場、重要會展現場、條件惡劣地區的國境線,以及大型橋樑、重要油氣管線、公路、鐵路等重大基礎設施的安全警戒工作一直是我國的重大國家需求 。

如何實現實時準確的野外精確定點監控一直是一個世界性難題,光學和紅外攝像頭是目前普遍應用的監控手段,但自身目標暴露明顯,容易被外界攻擊,且觀測距離有限,受外界遮蔽物影響較大,在野外實現大範圍實時監控其建設和維護成本驚人,費效比極低,人們迫切希望發明一種新的野外大範圍監控方法。

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隨著激光和光纖技術的飛速發展,分佈式光纖傳感器技術引起了人們的高度興趣:

它是一種利用光纖後向散射原理實現聲波信號連續分佈式探測的新型傳感技術。它不僅具有普通光纖傳感技術的優點,如抗電磁干擾、隱蔽性好、耐腐蝕、絕緣等,而且可以實現光纖沿線動態應變(振動、聲波)的長距離、分佈式、實時定量檢測,在重要場所和重大基礎設施的安防監測、大型結構的健康監測、油氣資源勘探等領域具有廣闊的應用前景。

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中科院上海光機所科研團隊對這一處於國際前沿領域的先進技術開展了持續10年的研究,攻克了一系列技術難點。該項目發明了基於相位解調相敏光時域反射計的分佈式光纖振動傳感技術,突破和集成多項核心關鍵創新技術,取得了具有自主知識產權的創新成果,該項目整體技術達到國際先進水平,其中基於相位解調的振動信號定量化探測技術及其實際安防應用技術居國際領先地位。

突破了最大測量距離與空間分辨率的相互制約,在無光中繼距離75公里內實現了優於1米的空間分辨率,20公里內實現了優於0.3米的空間分辨率。光纖振動傳感器檢測到擾動信號時,系統會直接發出警報。但是實際應用中,相當一部分擾動信號是“安全”的,比如動物的走動、環境中的風等都會產生擾動。

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如何對這些擾動信號進行識別而不產生誤報是非常有必要的。我國科研人員採用獨創的模式識別專利技術,可對目標進行實時識別,可做到能準確識別數十公里內人的非法踢牆、踹牆行為,正常活動行走以及不對環境風和動物走動產生誤報警。更為理想的是,該設備還可利用既有通信光纜,不需要重新鋪設,定位傳感單元不需要現場供電,可靠性極高,大幅減少了施工和維護成本。

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據某應用單位披露:“採用該先進技術體制和方案充分保障了某國家重點警衛區域的安全,受到各級領導一致好評。自2014年10月份應用以來,系統運行穩定,報警準確,……沒有發生漏報情況,誤報率。”

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該光纖振動傳感器項目產品還成功打入海外油氣安防領域,其中華為伊拉克管線安全預警、綠洲石油伊拉克站場安防等的成功應用有效提升了我國光纖傳感產品的國際競爭優勢。近三年來共取得直接經濟效益2.3億元人民幣,成功應用於多項國家重大基礎設施和核心要害區域的安全防範監測。隨著我國的通信線路基本實現“以光帶銅”,全面實現光纖化,該設備的應用範圍將越來越廣泛。



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