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解決方案

解決方案

SOLUTIONS

當前位置:首頁 >解決方案 > DOVS防入侵振動監控預警方案

DOVS防入侵振動監控預警方案

詳情

DOVS光纖分布式

防入侵振動監控預警系統

 

總則

1.1 概述

光纖傳感器與傳統的電傳感器相比,在傳感網絡應用中具有非常明顯的技術優勢:如體積小,重量輕、具有非常好的可靠性和穩定性;無源系統、能源依賴性低,可大大節省供電設備與線路的成本,適合長距離使用;抗電磁干擾、抗腐蝕,完全不受雷電影響,能在惡劣的化學環境、野外環境及強電磁干擾等場所下工作;無輻射、無易燃易爆材料、防水、環保等。

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術構建的安全報警系統,是一種對威脅公眾安全的突發事件進行監控和警報的現代防御體系,它是光纖傳感技術應用于周界監控防護的新系統。該系統利用單根光纖(光纜)作為傳感傳輸二合一的器件,通過對直接觸及光纖()或通過承載物,如覆土、鐵絲網、圍欄、管道等,傳遞給光纖()的各種擾動,進行持續和實時的監控。采集擾動數據,經過后端分析處理和智能識別,對各種不同類型的外部干擾,以及可能威脅周界建筑物的機械施工等,實現系統預警或實時告警,從而達到對侵入設防區域周界的威脅行為進行預警監測的目的。為了精確定位,只需獲取光纖的準確長度,再根據現場情況將光纖長度距離換算為實際距離,在報警信息中得到準確可靠的定位精度,從而實現遠距離安全保障系統的定位報警功能,通過系統提供的入侵地點的位置,可以聯動CCTV監控或派遣人員到達現場。

基于光時域反射技術的DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統,是一種典型的全光纖周界監控預警系統,該系統靈敏度高,隱蔽性好,實時性強,能實現長距離高精度定位和多點入侵同時檢測與定位,對于長距離周界如國防邊境、軍事基地、軍用油庫、軍用機場、軍用倉庫以及通信光纜的防入侵防破壞等應用有獨特優勢。同時,也可以廣泛應用于海底電纜、長距離油氣管道防外破、防偷盜在線監控。

1.2技術原理 

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統基于光時域反射技術:通過測量輸入光脈沖與接收到的光信號時延來判斷干擾點的位置;利用光纜自身的光纖擾動周界入侵威脅安全事件進行在線實時探測、報警和定位,實現重要區域周界或邊境的入侵監測與報警。

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光纖長距離分布式圍欄入侵監測系統原理

在光纜某處發生入侵或擾動時,當前時刻與前一時刻的光學信號比較,通過小波分解、奇異信號檢測等方法對干擾信號進行檢測及定位,從而對異常事件實時報警。

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沿光纜分布的多點入侵信號

1.3系統構造 

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統三個主要部分組成,探測光纜、光源及信號解調設備、中央處理單元,從系統信號流程上需要的具體設備和器件包括激光器及調制器,埋在周界附近或地下用于感知外界入侵的探測纖,光無源器件,光電探測器,信號采集裝置和中央處理單元;其他放大設備則根據監測距離要求選用,如摻鉺光纖放大器、拉曼放大器等。

首先由激光器發出的信號光經過調制后從光纖的一端注入,經過光纖傳輸時發生非線性散射,其后向散射光進入探測器轉換為電信號,通過數采卡進行采集,在中央處理單元進行分析和處理。傳感光纜采用普通單模通信光纖,常用埋地和掛纜兩種安裝形式。

中央處理單元作為上位機,基于計算機平臺,不僅承擔信號處理任務,而且還包括控制和顯示兩個功能。其控制端主要進行光脈沖調制信號輸出,并控制與高速采集卡同步觸發;上位機還提供友好的人機交互界面,對接收的信息進行智能分析和處理,將入侵信息進行及時聲光報警輸出,并在數字地圖上進行定位顯示,自動將該時刻的入侵事件進行報警日志記錄和添加。

報警系統基于Visual C++進行開發,具有很好的兼容性,能與視頻監控軟件進行聯動。報警日志采用SQL server 2000進行管理,包括報警日志的實時記錄和歷史日志的查詢等功能,

1.4功能特性 

對于重要區域的安全防范,適于采用光纖型安防系統,因為光纖傳感系統除了中央處理單元及解調系統需要供電以外,傳感光纜全程無源,監測手段本質安全。同時該系統安裝方式靈活快捷,具長距離監測和高精度定位能力,靈敏度高,同時動態響應實時性好,非常適合于重要區域的周界實時防入侵監測與防范。系統典型特性如下:

分布式

系統為分布式入侵監測系統,提供連續的動態監測信號,測量到的周界振動數據是不間斷﹑連續分布的。

長距離監測

該系統監測距離最長可達60公里。

高精度定位

定位精度:±10~300m可調(根據用戶要求設定防區長度)。

靈敏度高

對各種微弱入侵擾動感測靈敏度高,入侵探測率高。

動態響應實時性高

系統響應時間小于2s,能夠滿足在線實時監測、早期預警的需求。

先進性

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統集傳感與傳輸于一體,光纖本身既做信號傳輸,同時用于探測周界振動信號;通過采用不同的外護套材料,系統可以適應高溫、高濕、高壓、強電磁干擾等各種極端惡劣環境;系統采用小波去噪、奇異檢測等自主研發的信號處理軟件,有效抑制了誤報的發生。

隱蔽

系統可埋于地下,隱蔽性極佳。

靈活性

系統提供的是一個連續的動態監測信號,系統可設置多級報警門限,用戶可以根據環境條件進行調整和更改設置;每個報警分區可按照用戶的要求進行設計,不同的區域能獨立報警,系統可針對環境變化設置不同報警控制區域;全天候運行。

擴展性

在精度允許范圍內,可對標準測量距離和通道進行擴充。

兼容性

系統可以通過Ethernet、RS232、內置繼電器等輸出形式與視頻監控系統、電子圍欄、紅外監控、消防報警系統等安防設備進行聯網和聯動,以及與SCADA等其他控制設備進行互連,易于實現綜合安防集成系統,報警信號輸出準確、完整。光纖分布式圍欄系統可根據不同報警區分段、分級輸出報警信號,以適應不同的安防需求。

安全性

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統具備安全記錄功能,根據硬盤空間的容量可存儲不少于5年的歷史報警記錄。遠程診斷,可通過調制解調器由專門工程師提供最低限度的系統遠程診斷。如果光纖受損,系統可以即時定位受損點,通過光纖熔接機對其進行熔接,這對于有效的實施在線監測是非常重要的,探測光纜本征安全,由于采用光信號,因此不會與電導體之間產生相互電磁干擾。

適用性

系統安裝方式簡單,工程施工容易,易于維護。


2 總體設計方案

DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統能時刻監測周界各點處的入侵及擾動,整個系統由遠程監控中心主機、DOVS光纖傳感分析儀和振動傳感光纜三部分組成。

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  DOVS光纖分布式防入侵振動監控預警系統構成

2.1 設備組成

1)監控終端服務器

系統處理終端由處理主機、顯示器、鍵盤鼠標等外設構成,由于本系統涉及海量數據運算,系統配置最低要求如下:

操作系統:Windows XP/ME/2000

CPU速度與類型:2GHz Intel Pentium Ⅳ處理器

硬盤空間:500M剩余硬盤空間

內存:1G

CD/DVD-ROM驅動器:16倍速以上

輸入設備:鍵盤,鼠標

系統推薦配置為:

操作系統:Windows XP

CPU速度與類型:1.5GHz Intel Core dual 處理器或更好

硬盤空間:2G

內存:2G

CD/DVD-ROM驅動器:16倍速以上

輸入設備:鍵盤,鼠標

2DOVS光纖傳感分析儀

DOVS光纖傳感分析儀是光纖分布式防入侵振動監控預警系統的核心信號解調設備。當光纖線路上的某個位置由于入侵而發生擾動時,光纖相應位置的折射率將發生變化,從而引起后向瑞利散射光的光強發生變化,與入侵發生的位置有相互對應關系。


      

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DOVS光纖傳感分析儀

DOVS光纖傳感分析儀主要技術指標:

測量距離:      1~60公里; 

定位精度      ±10~300米;(根據用戶要求設定

報警時間:      2s;

探測率:        >97%;

誤報率:    <3%; 

連接方式:      單端連接

通道數:        單通道

通訊接口:       網絡接口,RS232, USB。

工作電壓:       AC100-240V,50-60Hz

工作功率:       < 30W

工作環境溫度:   -40℃~70

存儲溫度:       -40℃~70

環境濕度:       5-95%(無凝露)

主機尺寸:       標準19英寸3U機箱(可根據用戶要求訂制)

光纖受損后可自動檢測并定位受損點

統具備安全記錄功能,可儲存一年以內的歷史數據,并可進行有效審核; 遠程診斷, 可通過網絡由專門工程師提供最低限度的系統遠程診斷;可以對歷史數據進行統計,可輸出報表或曲線;如果光纖受損,系統可以即時定位受損點;探測光纜本征安全,采用光信號感測,不會受到電磁干擾。

報警輸出接口:系統可以通過 RS232、RJ45 接口以及繼電器輸出與其他控制設備進行互連,在應用中可與其它任何報警控制主機連接,提供信號進行聲光報警,信號輸出準確、完整、可靠;光纖圍欄預警監測系統可根據不同報警區分段、分級輸出信號,以適應不同控制盤的需要。 

3)傳感光纜

分布式光纖圍欄系統傳感光纜既可用振動敏感光纜也可采用應變傳遞效果較好的普通通信光纜,如下圖所示。



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振動傳感光纜

探測光纜主要技術參數


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鐵氟龍鎧裝光纜技術參數:

項目

單位

數值

溫度范圍

-50 - 150

光纜外徑

mm

3.3±0.1mm

光纜凈重量

kg/km

25

允許拉力

N

長期:400 短期:1000

抗壓力

N/100mm

長期:3000 短期:5000

探測光纜采用可用于室外的鐵氟龍鎧裝光纜,該光纜采用緊包型中心束管結構,光纜具有優良的應變傳遞能力較好的抗彎曲、抗剪切、抗壓能力以及較強的防水性能。光纜外護套可根據用戶要求采用無鹵阻燃聚乙烯護套料,阻燃效果好、且無毒、無污染。光纜安裝完成后,接上尾纖連接OTDR主機或者OTDR檢測儀,檢查由于施工造成的光纜信號衰減,單個融接點的損耗不應超過0.04 dB,<0.02 dB(推薦);光纜傳輸損耗不應超過0.4 dB /km。

4 系統通訊

本系統通過工業以太網交換機與計算機系統連接進行數據互換。DOVS光纖傳感分析儀可提供以太網接口或RS232標準接口,分別用于和計算機連接,并可將監測信號與報警信息通過網絡上傳至遠程綜合監控系統上,以實現遠程控制。

2.2分布式光纖圍欄軟件

長距離分布式光纖圍欄主監控系統軟件基于WINDOWS界面下,為窗口式操作平臺,中文界面。

a. 加密功能。系統采用硬件加密狗進行加密設置,安全性能高,只有被賦予權限的內部相關工作人員才能操作該系統。

b. 報警功能。主界面實時顯示系統報警狀態,出現報警信號時可在電子地圖上標明報警位置,并顯示該位置的具體地理位置信息和該點處的可疑入侵事件類型。通過電子地圖客戶可以很快知道報警的具體位置,提高了執勤人員對威脅安全事件的反應和處理效率。 

c. 布防和撤防。系統可手動對防區進行布防和撤防。

d. 手動清除報警狀態。報警發生后,執勤人員可在對入侵事件作出行動反應后,對前面的報警狀態進行清除,在主界面右邊,點擊 “清除報警狀態”按鈕,可手動清除當前的報警狀態。

e. 故障自查功能。系統具有故障自查功能,能夠實現光纜連接及解調設備故障自動檢測。

f. 參數設置功能。系統參數在系統軟件進行初始化時已配有默認設置,但可以根據用戶要求進行個性設置和改動,沿光纜分布的實時監測信號可實時顯示,方便用戶或工作人員對入侵事件進行人為辨別和確認。

g. 監測數據實時顯示與保存功能。對于當前監測數據實時顯示,方便工作人員進行人為查看和確認;對報警監測數據系統自動保存,以備后續調用和分析;對平時監測數據可人為保存,進行分析。 

h. 數據庫管理功能。分布式光纖圍欄系統提供強大數據庫,存儲所有監測數據,配置數據,入侵報警數據,以及所有報警日志。在測量過程中可同步瀏覽,可輕易通過時間段、事件或標題找到報警日志。報警日志包括報警時間、報警地點、入侵點數、入侵模式及故障狀態、系統當時的布設防狀態以及當時值班人員情況等詳細內容,方便執勤人員或相關負責部門對入侵事件進行事后調查和報告整理。

i. 幫助功能。系統提供幫助文檔,在點擊“幫助”按鈕后,會提供系統的詳細說明和問題解決方法。

j. 退出系統。完成監測任務或進入硬件檢修階段,可點擊 “系統退出”按鈕,關閉整個程序,退出報警系統。

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系統主界面(電子地圖顯示)

 

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系統參數設置界面

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報警后信號顯示(圖)

3 系統布置及安裝方案

3.1光纜敷設安裝

長距離分布式光纖圍欄系統,傳感光纜探測靈敏較高,可采用掛網和埋地等多種安裝方式。對于掛網安裝方式,一般在網面上采用W型的路徑布設光纜,光纜長度對實際物理距離長度的比例一般為2.5:1。對于埋地安裝方式,在安裝光纜前,首先在需要監測的地段將地面挖開一層(1020cm深度即可)。使用綁帶或卡箍將傳感光纜固定在如圖所示的鐵絲網(硬度適中)上以便能夠更好地傳遞地面入侵擾動或振動,最后覆蓋上土壤或草皮做掩飾。整個鋪設光纜的線路即為所監控的區域周界。如果沒有軟質土壤可挖掘,則選擇粘貼方式將傳感光纜粘貼至薄型鋼板上,再鋪設在硬質地面上,可覆蓋些干草以達到掩飾目的。沿著需要監控的區域將光纜按上述方式布鋪設好,注意避免光纜被拉的太緊或者彎曲太大,導致傳輸的光信號衰減較大影響傳感光纜的有效檢測距離。

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傳感光纜的埋設                                                                           沿周界進行挖掘施工



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3.2 監控中心實際地圖定位與報警顯示(例)

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大型油庫



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太陽能電站

上一條:邊坡安全監測傳感方案
下一條:
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