光纖圍欄關鍵技術及應用
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 國家科技計劃 |
起止時間: | 2006.01 至2015.04 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 中期階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
本項目從我國國境安防和重要民生安全出發,在國家自然基金重點項目(60537040)/重大項目(61290312)、863計劃(2007AA01Z245)、企業橫向項目等支持下,致力于攻克大范圍安防監測中長距離、高精度定位、高靈敏、高可靠、多參數光纖圍欄的技術難題,發明了系列新型高性能光纖圍欄,實現了四項關鍵技術的創新:
1.發明了相位、偏振等多種光信息同步提取與解調方法以及振動、應變、溫度多參數同步感知與解調技術,實現了多種物理量同步單端探測與多判據判斷的新型光纖圍欄,創新性的解決了光纖圍欄長期存在的單一參數、單一判據導致誤報率偏高的普遍性難題,為國際首創。
2.發明了基于多階拉曼和摻鉺光纖混合放大的長距離偏振敏感光時域反射儀(P-OTDR)、相位敏感光時域反射儀(Φ-OTDR)和布拉格光纖光柵(FBG)傳感系統,創新性的解決了長距離光纖圍欄光信號傳輸距離及傳感點容量受限的難題,分別創造了基于這三種系統的光纖圍欄無中繼傳感距離的世界紀錄(106km、131km、300km),其中長距離Φ-OTDR型光纖圍欄的傳感點容量達到了16375。
3.發明了基于掃描光纖激光原理的長距離FBG傳感系統信噪比增強方法,以及基于副載波和序列脈沖相位編碼的Φ-OTDR型長距離光纖圍欄信噪比提升方法,系統靈敏度得到顯著改善,創造了50km長FBG傳感系統光學信噪比60dB的世界紀錄,創新性的解決了光信號傳輸距離與信噪比相互制約的難題。
4.發明了基于小波多尺度分析的非線性混疊信號物理分離方法,基于信號自相關特性的大容量非均衡傳感網絡微弱信號探測和多小波綜合判決方法,以及基于主分量分析和奇異譜特征的入侵信號智能判別方法,創新性的解決了長距離光纖圍欄因全程環境多樣、氣候多變、環境噪聲不可預測而導致誤虛警率高的難題,有效提高了光纖圍欄系統報警信息的準確性和可靠性。
研制的新型光纖圍欄系統通過了國家和軍隊相關部門的認證和測試(包括國家安全防范報警系統產品質量監督檢驗中心(上海)公安部安全防范報警系統產品質量監督檢驗測試中心的委托檢驗,中國人民解放軍軍用安全技術防范產品安全認證中心的軍用安全技術防范產品安全認證,以及中國測試技術研究院的系統測試和江蘇省軟件測試中心的軟件測試),圓滿完成項目合同考核技術指標(監測距離>65km;定位精度:±30~50m;探測率:≥95%;誤報率:<3%;模式識別:具備),實際技術指標達到(監測距離:131km,定位精度:±8m,探測率:≥95%,誤報率:<2%;事件識別率:>89%)。本項目難度大、創新性強,核心發明均為國際首創,與國內外同類產品相比,整體技術水平達到國際領先。
項目成果首次應用于我國國境線邊防管控、城市長距離信息管線安全監測等重大國防和重要民生安全項目,成功對哈薩克斯坦軍方巡邏人員碰觸圍欄、牧民非法翻越圍欄、野豬翻拱破壞圍欄等多例邊境侵擾警情進行了實時告警與準確定位,多次成功捕捉盜竊、破壞等非法侵擾事件,保障了國防重要區域和設施的安全,得到用戶高度評價,國防軍事方面的社會效益十分突出。此外,項目成果廣泛應用于四川、江蘇、山西、河北等地重要機構(軍事基地、保密機構、廠區、水電站、變電站、通信基站)、海底及架空電纜、通信光纜、油氣管道、高鐵軌道、機械設備及土木結構等的安全監測,近5年來創造直接經濟效益15814.74萬元,產生間接經濟效益約1960萬元,累計創造經濟效益總值17774.74萬元,取得了顯著的經濟和社會效益。通過軍民市場的開拓,可望未來10年能形成一個產值過百億的新興產業。
應用前景
主要應用行業: | 信息傳輸、軟件和信息技術服務業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 電子科技大學 | ||
單位地址: | 四川省成都市成華區建設北路二段四號 | ||
單位電話: | 028-83202297;83208288 |
聯系方式
聯系人: | 王璐瑤 | 聯系人電話: | 028-61831397 | 聯系人Email: | wangly@uestc.edu.cn |
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