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《北京交通大学》 2017年
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基于SVM的Φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究

张俊楠  
【摘要】:分布式光纤扰动传感系统以其结构简单、灵敏度高、检测距离长且能抗电磁干扰等优势,被广泛应用于周界安防、管线预警监测和通信光缆检测等领域。相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,φ-OTDR)分布式光纤扰动传感系统具有系统稳定、分辨率高、定位精确以及多点定位等重要优势,已成为分布式光纤传感系统的研究热点。本文针对Ф-OTDR分布式光纤扰动传感系统的扰动事件模式识别,开展深入的理论与实验研究。本论文完成的主要研究工作如下:(1)对光时域反射计、相位敏感光时域反射计、偏振态光时域反射计和布里渊光时域反射计等技术进行分析与对比,分别在实验室和现场搭建出基于Ф-OTDR分布式光纤扰动传感系统,并进行相应的实验研究。(2)提出一种基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法的扰动判别和扰动模式识别的方法。通过提取信号时域和频域的平均值、方差、均方差以及信号功率数字特征,利用左偏二叉树结构建立了基于SVM算法的分类器,对有无扰动进行判别并对扰动模式进行识别研究。根据传感信号的特征,采用三级分类器,每一级分类器均采用SVM算法进行分类。首先利用分类器Ⅰ在对有无扰动信号进行判别,然后对有扰动信号利用分类器Ⅱ、分类器Ⅲ和分类器Ⅳ分别对扰动事件的模式进行识别,主要识别的扰动模式有:踩压扰动方式、浇水扰动方式和敲击扰动方式。(3)开发出基于百度地图的定位导航App模块。定位导航模块具有定位、接收扰动信息和导航等三大功能。在发生扰动时,三部分能协同工作,及时指引寻线人员到达现场。(4)搭建Ф-OTDR分布式光纤扰动传感系统,并通过实验对所提出的SVM分类算法进行验证。分别在500m、6500 m和21500 m处各进行100组有无扰动的判别实验;在500m处对踩压方式、浇水方式和敲击方式三种模式各进行100组模式识别实验,得到正确的扰动判别率在96%以上,对三种模式的正确识别率在94%以上,漏报率和误报率均在6%以下。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫文政;;光纤传感技术在城市地铁工程监测中的应用[J];中国新技术新产品;2015年15期
2 樊哿;彭卫;孙山;刘峻呈;;基于支持向量机的蘑菇毒性判别研究[J];中国农学通报;2015年19期
3 王思远;娄淑琴;梁生;陈京惠;;M-Z干涉仪型光纤分布式扰动传感系统模式识别方法[J];红外与激光工程;2014年08期
4 李勤;张春熹;李立京;钟翔;李传生;;激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计扰动定位精度的影响[J];中国激光;2014年03期
5 张博明;郭艳丽;;基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状[J];上海大学学报(自然科学版);2014年01期
6 刘建霞;;Φ-OTDR分布式光纤传感监测技术的研究进展[J];激光与光电子学进展;2013年08期
7 王杰;贾新鸿;饶云江;吴慧娟;;基于双向拉曼放大的相位敏感光时域反射仪[J];物理学报;2013年04期
8 王贺;孙琪真;李晓磊;刘德明;;干涉型分布式光纤振动传感技术的研究进展[J];激光与光电子学进展;2013年02期
9 王立娜;裴彦军;李猛;;基于布里渊散射的光纤分布传感系统性能分析[J];舰船科学技术;2010年12期
10 任成;张书练;;布里渊散射分布式光纤传感器研究热点跟踪[J];激光技术;2009年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐艳华;苏燕;;光纤传感网络中多路异常信号准确识别系统设计[J];科技通报;2017年11期
2 张虹波;匡银虎;;光纤数据传输中的物联网测控系统[J];激光杂志;2017年09期
3 熊兴隆;崔雅峰;杨立香;马愈昭;李猛;;一种机场环境光纤预警系统的信号识别新算法[J];光电子·激光;2017年09期
4 杨正岩;张佳奇;高东岳;刘科海;武湛君;;航空航天智能材料与智能结构研究进展[J];航空制造技术;2017年17期
5 蒋立辉;刘杰生;熊兴隆;王维波;李猛;;光纤周界入侵信号特征提取与识别方法的研究[J];激光与红外;2017年07期
6 施羿;封皓;曾周末;;Φ-OTDR型分布式全光纤传感器研究进展[J];自动化仪表;2017年07期
7 卢珍;;单项Sobel算子提高Φ-OTDR信噪比方法的研究[J];光通信技术;2017年07期
8 商峰;范哲;朱新民;;基于分布式光纤监测的压力钢管模拟泄漏室内试验[J];中国水利水电科学研究院学报;2017年03期
9 万振凯;贡丽英;万莉;;基于损伤指数的三维编织复合材料结构损伤评估[J];纺织学报;2017年05期
10 张俊楠;娄淑琴;梁生;;基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究[J];红外与激光工程;2017年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 图力古尔;包海鹰;李玉;;中国毒蘑菇名录[J];菌物学报;2014年03期
2 安阳;封皓;张景川;冯欣;曾周末;靳世久;;基于双光束干涉的相位敏感光时域反射计[J];光学学报;2013年07期
3 王贺;孙琪真;李晓磊;刘德明;;干涉型分布式光纤振动传感技术的研究进展[J];激光与光电子学进展;2013年02期
4 薛景锋;宋昊;王文娟;;光纤光栅在航空结构健康监测中的应用前景[J];航空制造技术;2012年22期
5 徐惠真;周昌杰;;全固高非线性低色散斜率光子晶体光纤设计[J];中国激光;2012年11期
6 李德月;周桂耀;夏长明;刘建涛;苑金辉;侯蓝田;;高非线性高双折射光子晶体光纤特性的理论研究[J];中国激光;2012年11期
7 王建飞;王潇;罗洪;孟洲;;基于法拉第旋镜的干涉型光纤传感系统偏振相位噪声特性研究[J];物理学报;2012年15期
8 胡正松;杨其华;乔波;;干涉分布式光纤水下长输气管道泄漏检测系统设计[J];激光与光电子学进展;2012年07期
9 彭交波;卞正兰;郝蕴琦;陈迪俊;叶青;蔡海文;;用于布里渊分布式光纤传感的光学锁频系统[J];中国激光;2012年07期
10 张颖;陈佳妹;李刚;李红杰;吴艳微;李伟;;马赫-曾德尔分布式光纤周界防范系统定位算法研究[J];中国激光;2012年06期
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1 Vincentn Racine;;PON OTDR仪表介绍[J];电信技术;2007年06期
2 陈明静;;浅析OTDR测试[J];视听界(广播电视技术);2008年03期
3 张宁;;OTDR使用技巧[J];中国有线电视;2010年04期
4 孙秀芳;祝永贵;;如何提高OTDR在工程中的测量精度[J];科技传播;2011年08期
5 汪杰华;;实例分析OTDR技术参数及指标[J];广播电视信息;2012年02期
6 汪杰华;;实例分析OTDR技术参数及指标[J];广播与电视技术;2012年03期
7 ;HP E6000A Mini OTDR[J];电子产品世界;1996年09期
8 盛薇;HPE6000A Mini OTDR[J];现代科学仪器;1996年03期
9 成晓林;利用OTDR进行精确的测试[J];四川通信技术;2001年01期
10 郭建平;OTDR的测试原理及注意事项[J];中国有线电视;2004年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 武建辉;李桂枝;;OTDR测试与误差分析[A];中国管理科学文献[C];2008年
2 成晓林;;利用OTDR进行精确的测试[A];四川省通信学会2000年学术年会论文集[C];2000年
3 滕卫平;胡波;滕舟;钟元;;SVM回归法在西太平洋热带气旋路径预报中的应用研究[A];S1 灾害天气研究与预报[C];2012年
4 程涛;;使用OTDR测试光通信传输系统[A];2007中国科协年会——通信与信息发展高层论坛论文集[C];2007年
5 ;关于OTDR使用中应当注意的几个问题[A];四川省通信学会一九九五年学术年会论文集[C];1995年
6 王红军;徐小力;付瑶;;基于SVM的旋转机械故障诊断知识获取[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
7 陈兆基;杨宏晖;杜方键;;用于水下目标识别的选择性SVM集成算法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 吴少波;宁鼎;朱守正;刘笑东;;利用光时域反射计(OTDR)检测保偏光纤纤芯缺陷技术[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 张在宣;王剑锋;郭宁;余向东;吴孝彪;冯海琪;InsooS.KIM;Yohee KIM;;分布式光纤拉曼温度传感器与光纤拉曼放大器[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
10 李致颖;;利用OTDR查找光缆线路故障[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报记者 陈宝亮;为OTDR增加“光眼”[N];通信产业报;2012年
2 山东 王卫国;浅析OTDR工作原理及测试应用[N];电子报;2010年
3 本报记者 曾艳涛;采用模块化结构连接OTDR[N];计算机世界;2002年
4 安恒公司 高巍;OTDR一步跨入局域网[N];计算机世界;2003年
5 EXFO公司;精密测试设备护航光网络[N];通信产业报;2007年
6 高巍;局域网光缆测试引入OTDR[N];中国计算机报;2002年
7 魏奕雄;与光电共舞[N];乐山日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈志茹;基于SVM集成学习的miRNA靶基因预测研究[D];燕山大学;2015年
2 彭飞;相位敏感型光时域反射仪及其应用研究[D];电子科技大学;2015年
3 何茜;基于φ-OTDR的光纤分布式宽频振动传感技术研究[D];重庆大学;2015年
4 安阳;双光束Ф-OTDR分布式光纤传感技术与应用[D];天津大学;2014年
5 王宗良;分布式光纤拉曼温度传感系统信号处理及性能提升[D];山东大学;2015年
6 陈沁楠;双马赫—曾德型分布式光纤振动传感若干关键技术研究[D];天津大学;2015年
7 孙苗;分布式光纤温度传感系统性能优化及火源定位方法研究[D];中国科学技术大学;2017年
8 许海燕;分布式光纤振动传感器及其定位技术研究[D];复旦大学;2011年
9 孙琪真;分布式光纤传感与信息处理技术的研究及应用[D];华中科技大学;2008年
10 史彦新;分布式光纤应变监测系统研究[D];中国地质大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宏明;嵌入式OTDR相关技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 杨刘;基于PCA与SVM的地力评价研究[D];中南林业科技大学;2015年
3 曾佳佳;基于分区型分布式放大技术的长距离Φ-OTDR[D];电子科技大学;2015年
4 伍岳;基于SVM的文本分类应用研究[D];电子科技大学;2014年
5 高传嵩;基于SVM文本分类的问答系统的设计与实现[D];南京大学;2014年
6 张博;基于φ-OTDR的高灵敏光纤振动传感器的研究[D];电子科技大学;2015年
7 冯天娇;基于肝脏表观模型和优化SVM的肝癌识别方法的研究与实现[D];东北大学;2013年
8 彭正谱;高性能长距离相敏光时域反射系统研究及安防应用[D];电子科技大学;2014年
9 姚磊;基于SVM主动学习的音乐分类[D];南京邮电大学;2015年
10 马立;基于φ-OTDR的振动传感技术研究[D];华北电力大学;2015年
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