广州光束'光缆哨兵':从南海水下哨兵到民用市场安防哨兵

2018-09-11 09:31:03 来源:安防知识网
安全自动化杂志征稿

[摘要] 为了预警外国敌军潜艇入侵,广州光束信息技术有限公司利用国际先进的光学精密器件制造能力,利用光纤振动传感技术(光学MZ干涉原理),自主研发了海岛光纤防御设备——南海水下哨兵,为海岛的周界安防工作提供有效的防护。

  海洋中的岛屿,海岛是人类开发海洋的远涉基地和前进支点,是第二海洋经济区,在国土划界和国防安全上也有特殊重要地位。

  中国南海有丰富的海洋油气矿产资源、滨海和海岛旅游资源、海洋能资源、港口航运资源、热带亚热带生物资源,是中国最重要的海岛和珊瑚礁、红树林、海草床等热带生态系统分布区。一直以来,其他国家都绞尽脑汁想要侵占我们国家的南海。

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  南海的防御对象

  由于海岛地位的特殊性,许多的不法分子觊觎着海岛的资源。南海面临着如下的威胁:

  ◆蛙人登陆袭击

  ◆蛙人海上袭击哨所

  ◆冲击舟登陆袭击

  ◆SDV密封运送器离岛运送蛙人

  ◆蛙人推进器行进

  ◆UUV无人潜水器离岛游弋

  ◆AUV无人潜水器游弋

  为了预警外国敌军潜艇入侵,广州光束信息技术有限公司利用国际先进的光学精密器件制造能力,利用光纤振动传感技术(光学MZ干涉原理),自主研发了海岛光纤防御设备——南海水下哨兵,为海岛的周界安防工作提供有效的防护。

  海岛三环防御说明

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  1号环岛光缆预警系统,光缆安装于岩石上或者地埋,与高清摄像机联动,实现高智能的自动监控系统。智能光纤围栏:可以给出防范范围、入侵事件性质、(人、动物)、事件位置(精度100米)通过与传统高清摄像系统同时工作,及时判断事件及报警,设备运行中不影响警戒线附近人员的正常活动。

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  2号浅海光缆预警系统,安装于离海岛距离30米至400米,离海平面10米左右,防御范围为光纤上左右各约7.5米宽的海域形成防御墙。可以分辨入侵事件位置并锁定移动物体,对机动小艇、小型潜行器、蛙人等移动物体的侵入进行报警。

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  3号深海光缆预警系统,安装于离海岛距离1000米至10000米,最深离海平面40米。防御范围为光纤上左右各约40米宽的海域形成防御墙,可以分辨入侵事件性质、事件位置(精度300米),对潜伏器、推进器、船只、代推进器的蛙人的侵入进行预警。防御圈可离岛可以有10KM远。

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  水声光纤侦测系统光缆敷设

  敷设好的传感光缆,可以用声源船进行位置校验,使之系统定位精度在100米之内。所以传感光缆敷设简单无需专业船,只用普通船只改造即可,光缆敷设时有误差或者海流将其移动,完全可以依靠后期的校验。光缆采用低成本设计,一旦光纤断裂可以用冷接技术进行修复,无需专业的人士及昂贵的设备。

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  水声光纤侦测系统港口防护

  传感光缆在海底沿着出海口蛇形铺设间距要300米以上,40Km长的光缆可以延伸到港口外几公里以外。登记的船只(有声谱)在出入港口不会报警,作业的蛙人在挂上识别器后也不会报警,但是侦测系统记录其运行轨迹。非登记的船只,及水下外来物体包括蛙人,一旦接近传感光缆,系统会发出报警及给出定位。对于鱼群及海豚,经过事件学习,系统可以屏蔽其报警。

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  澳大利亚皇家海军无人潜艇水下航标

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  两种水听技术对比

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  民用市场的“光缆哨兵”

  随着科技的发展以及社会的进步,广州光束信技术有限公司技术团队不断钻研,把“分布式光纤振动预警平台(光缆哨兵)”研制成目前最先进的周界防盗报警系统,利用光学MZ干涉原理,将“光缆哨兵”从军用产品落地到实际民用生产,为通信、国防、石油化工、智能电网、高速铁路、公用事业等领域,提供安全可靠的周界安防智能化管理解决方案。

  “分布式光纤振动预警平台(简称‘光缆哨兵’)”产品介绍

  分布式光纤振动检测平台(简称‘光缆哨兵’)可监测环网80Km,直线40Km的传感光缆中,对所防护的设施或场所,进行全程范围的长距离、全天候、预警为主的7*24小时智能监控,能即时发现入侵行为。

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  “光缆哨兵”三大应用场景

  光缆哨兵有三大应用场景:第一,光缆物理路由核查,主要用在智能电网、三大电信运营商领域;第二,光纤振动周界安防,主要用在监狱、机场等设施中;第三,管道安全防护,主要在地埋电力管道、三大电信运营商光缆主干网、石油石化的中高压管道等。

  广阔的行业应用

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  为石化、通信、机场、监狱等场所/设施提供智能安防,为智能电网、电信运营商提供光缆物理路由核查与翻新服务。

  光缆哨兵的检测原理

  介绍完光缆哨兵的应用场景,接下来就是光缆哨兵的核心技术,它是怎么实现物联传感的?

  广州光束是国内首家通过光学器件的研制,将光学的MZ干涉原理从理论研究,落地到实际民用的企业。世界上,只有两家企业实现MZ干涉原理的生产应用,一家在澳大利亚,是FFT,为美军提供军用设备的,另一家就是广州光束。

  其原理是光缆哨兵接入3根光纤,两根发射、一根反射,形成长距离的振动传感器;因为光是很敏感的,光缆沿线的任何振动,都会对光的波形产生影响,而光缆哨兵就会把这种变化采集到,实现物联传感,赋予光缆哨兵物联网的属性。

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  当光缆哨兵采集到沿线的振动信号后,光学信号处理能力就会把振动信号转换为波形图。下面是采集到的一些波形图样例。

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                          小型工具钻探的振动波形图

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  挖掘机作业的振动波形图

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  手摸光缆的振动波形图

  ‘不同的振动源,会有不同的振动波形图;而同类振动源的振动波形图又很类似’,应用这个原理,就到光缆哨兵另外一种核心技术:人工智能上场了。

  人工智能是光缆哨兵的技术核心

  光缆哨兵通过在试验场,模拟典型环境下的各种入侵事件,采集上百种的振动波形图;广州光束的技术团队为这些波形图进行事件定义和分类,建立事件库;对光缆哨兵实施机器学习机制的‘训练集数据采集和盲测’,提升系统对重点场景的高探测率和低误报率;从而在实际生产应用时,能满足业主的需求。

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  光缆哨兵助力智慧城市建设

  广州光束的愿景是,通过光缆哨兵为智慧城市的建设给予助力!

  试想一下,假设城市里面每一个地下管廊都部署光缆哨兵,那只要有任何一个地方,出现违法违规的施工,当挖掘机开始挖地时,产生振动信号的那一刻,光缆哨兵就会探测到,并即时发出告警和精确的定位,及时阻止施工,避免事故的发生和经济的损失。

  光缆哨兵能助力智慧城市建立‘城市施工管控平台’,为智慧城市的交通、环保、安全等方方面面的发展,提供数据支持和预判能力。

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  (本文作者广州光束,如果您想获得更多光纤智能化应用的最新资讯,请访问广州光束官网:http://www.fiberexp.com/)


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