ΦOTDR光纤入侵特征提取算法研究及实现.pdf

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3、‘＇．ｔ－勢产鞭苗游喔議．奔Ｙ濟１驟一；北方工业大学学位论文原创性声明：所呈交的学位论文本人郑重声明，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。）从ｒ学位论文作者签名：案日期；月２；年斗１１＾日学位论文使用授权书学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留和使用学位论文的

4、规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。学校有权保留并向国家有关部口或化构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被査阅和借阅；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书）。□保密论文注释，，：经本人申请学校批准本学位论文定为保密论文，密级：，期限：年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授

5、权书。本人签名；巧任形＞日期：年＾导师签名：咖日期：林〇化．ＯＯＴＤＲ光纤入侵特征提取》法研究及实现摘要－ＯＴＤＲＰｈａｓｅ－Ｓｅｎｓ－ｍｅ基于＆（ｉｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｔｅｒ相位敏感，一光时域反射计）的分布式光纤预警系统是种新型的安防系统。其具有抗干扰性强、灵敏度高等优点，可进行长距离、并发的入侵行为实时监测。然而，光纤预警系统实际应用中检测到的入侵信号类型繁多、特性复杂，需对入侵信号进行有效的预处理及特征提

6、取一。本文围绕这技术难点，开展相应的算法及工程实现研究，主要完成Ｗ下内容：本文首先总结了光纤预警系统现状及已有入侵信号特征提取方法，归纳出己有方法及其实现瓶颈，引出本文的研巧思路及内容。接着，介绍了本课题所构建的光纤预警系统组成及工作原理。在光纤入侵信号预处理方面，根据光的双折射现象对入侵信号进行时域相关性分析，发现时域上虚普与入侵信号的相关系数存在明显差异。为此，本文提出－种基于时域相关系数的预处理方法。其中，为提升互相关系数计算效率，针对其中制约算法效率的小波去噪

7、和相关计算两个模块，进行了实现层的优化。实测数据验证了本文预处理实现方法能有效去除虚警信号。在光纤入侵信号特征提取方面，本文研巧了多种信号提取方法及其工程实现。在时域上提取占空比和基音周期特征、，频域上提取频率中屯特征，时频域上提取小波系数能量占比特征；由多维特征构建的特征向量对机械与人工信号具有很强的区分性。其中，为有效提取基音周期特征，本文提出了基于端点检测预筛选的基音周期特征提取方法，有效提髙了该持征提取的准确性。特征提取算法的工程实现是本文的重要研巧内容。针对光纤

8、入侵信号特征提取的特点，本文基于ＤＳＰ平台设计特征提取实现架构，使用模块化思想进行功能划分，主要包括：ＤＳＰ与上位机数据交互逻辑，ＤＳＰ间的数据同步，ＤＳＰ数据存储。利用现场实际数据对本文提出的光纤入侵信号预处理及特征提取方法及其实现，进行了验证。关键词：光纤预警系统，相关系数，特征提取，模块化思想【ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＩｎｔｒｕｓｉｏｎＦｅａｔｕｒｅＥｘｔｒａ