引用本文:

郑丁, 朱明斯, 云麟,等. 基于DVS的振动源与传感通道垂直距离的计算方法[J]. 光通信技术,2019,43(11):14-17.

基于DVS的振动源与传感通道垂直距离的计算方法

郑 丁1,朱明斯1,云 麟1,张哲民2,张文举2,丁齐锋2*

(1.海南电网有限责任公司 信息通信分公司,海口 570203;2.武汉康普常青软件技术股份有限公司,武汉 430073)

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摘要:振动源与传感通道的垂直距离是光缆、电缆等线路运维人员关注的重要指标之一,对如何进行线路安全处置具有重要指导意义,提出一种基于分布式振动系统(DVS)的振动源与传感通道垂直距离的计算方法。通过实时采集光缆信号数据,分析了振动波的衰减特点,选择了合适的振动波振幅谱计算模型,并给出了振幅谱与振动源间隔距离的分布方程,以及垂直距离的近似计算方法。实验证明:该算法计算出的垂直距离误差较小,符合工程设计要求,具有较高的实际应用价值。

关键词:分布式光纤传感;振动源;传感通道;垂直距离

中图分类号:TP391.4  文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)11-0014-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.11.004

0 引言
  光纤因其无源、质轻和抗干扰强等诸多优点,在电信业务、电力通信系统等领域的应用越来越广泛。然而,随着城市建设步伐加快,道路施工、地铁建设等问题给光缆安全运行带来了新的隐患。仅在电信系统中,一个省会城市每年因施工而引起的光缆外力破坏事故就高达数百起,这些外破事故往往是野蛮施工所致,导致抢修工作困难重重,给光缆维护工作带来很大困难。
   为将现有的被动抢修改为主动预防,学者们在这方面做了大量的研究。陈晨[1]利用马赫-曾德尔(M-Z)干涉原理,提出了光缆振动事件识别方法,实现了对振动事件的识别。唐超[2]等人提出了基于梅尔频率倒普系数(MFCC)特征和支持向量数据描述(SVDD)训练的振动信号模式识别方法。王思远[3]等人针对M-Z干涉仪型分布式扰动传感系统提出了基于短时频域扰动模式识别方法,识别准确率达到了97%以上。虽然,目前关于光缆周界入侵模式识别的研究成果较多[4-7],但现有的这些系统都只实现了对光缆周围的施工事件进行识别,而没有实现对施工器械与光缆之间的垂直距离的计算。传统的垂直距离计算有“三点定位法”,但是受到“干涉衰落”这一因素的影响,分布式振动系统(DVS)在空间上的幅度变化并不是均匀分布的,其幅度在空间上存在较大的起伏,在幅度小的位置,信号解调的准确性也小,进而影响系统工作的可靠性,所以DVS中无法按照“三点定位”等传统的方法实现振动源与监测通道之间的垂直距离的计算。而施工作业器械与光缆之间的距离是光缆维护人员最为关心的指标之一,但现有的技术无法满足这一要求。
   因此,本文提出一种基于DVS的振动源与传感通道垂直距离的计算方法,实现对光缆附近作业器械与光缆之间垂直距离的实时计算。

5 结束语
  为了能获得振动源与光缆之间的垂直距离,以便指导线路运维人员准确评估事故现场情况并做出有效的安全处置,本文提出了一种基于DVS的振动源与传感通道垂直距离的计算方法。该算法通过对DVS实时测量的数据进行分析和处理,可以实时计算出光缆路由附近施工作业器械与光缆之间的垂直距离,为光缆的安全运行提供实时预警服务,可有效提高光缆运行可靠性、安全性。该垂直距离计算结果准确度较高,具有实际应用价值。