φ-OTDR分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)模式識別研究.pdf

1、分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)，具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、無需外場供電、檢測距離長、范圍廣，以及抗電磁干擾等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于周界安防、油氣管道、通信光纜監(jiān)測等諸多領(lǐng)域?；谙辔幻舾泄鈺r域反射計(Φ-OTDR)的分布式光纖傳感系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、分辨率高、系統(tǒng)穩(wěn)定及可以同時對多擾動事件定位等顯著的優(yōu)勢，已成為目前分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)中新的關(guān)注點(diǎn)。本文針對Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)的擾動事件識別開展深入的理論與實驗研究工作，所提出的基于多特征參量

2、的擾動事件模式識別方法，能夠克服現(xiàn)有單一特征參量模式識別方法的局限，有效提高擾動事件目標(biāo)識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　本文的主要研究工作如下:
　　(1)針對Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)傳感原理和傳感信號特點(diǎn)，從光波導(dǎo)理論和彈性力學(xué)出發(fā)，建立了Φ-OTDR分布式光纖傳感器擾動的光路數(shù)學(xué)模型。進(jìn)而，對擾動信號進(jìn)行分析和建模，為后續(xù)信號處理和模式識別提供理論和方法支持。
　　(2)提出一種基于Φ-OTDR分布式光纖擾動傳感系統(tǒng)

3、多特征參量的模式識別方法。從模糊數(shù)學(xué)以及Φ-OTDR傳感系統(tǒng)信號特征的角度出發(fā)，對多特征參量模式識別方法進(jìn)行了研究。分析了多特征參量的模糊評價矩陣、模糊屬性評價模型和判決原則，明確了用于多特征參量模式識別的四種特征參量。所提出的擾動模式識別方法，對降低算法復(fù)雜度、提升系統(tǒng)性能具有重要意義。
　　(3)搭建了Φ-OTDR分布式光纖擾動傳感實驗系統(tǒng)，并對所提出的Φ-OTDR分布式光纖傳感系統(tǒng)模式識別方法進(jìn)行了可行性驗證及實際測試。實驗