一种双重感知的周界安防监测方法及系统与流程

本发明涉及安防，尤其涉及一种双重感知的周界安防监测方法及系统。

背景技术：

1、分布式振动光纤是周界安防领域的主要解决方案之一，然而在实际应用过程中，光纤也能接收到周边的人为活动、施工、车辆、动物等非入侵行为产生的振动，引起系统的误报，降低了安防监测的精准性。在实际使用中，仅依靠系统识别算法的改进投入成本过高，且多干扰源不能有效滤除。

技术实现思路

1、本发明提供一种双重感知的周界安防监测系统及方法，解决现有技术中分布式光纤受外界非入侵行为产生的振动影响易导致误报，安防监测精准性低，且通过改进算法提高监测精准性的成本高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种双重感知的周界安防监测方法，包括如下步骤：

3、在监测围栏上设置振动感知单元和应力感知单元，感知入侵行为；

4、将感知的所述入侵行为转化为振动光信号和/或应力光信号；

5、多维分析所述振动光信号和/或应力光信号，监测入侵行为；其中，解调所述振动光信号和/或应力光信号，得到振动信号集合和/或应力信号集合；结合所述振动信号集合和/或应力信号集合，识别入侵行为的类型。

6、在一些实施例中，在将感知的所述入侵行为转化为振动光信号和应力光信号的步骤中，包括：

7、振动感知单元将感知的所述入侵行为导致的机械振动转化为所述振动光信号；

8、应力感知单元将感知的所述入侵行为导致的应力转化为所述应力光信号；

9、将所述振动光信号和所述应力光信号传入对应的监测主机。

10、在一些实施例中，在解调所述振动光信号，得到振动信号集合的步骤中，包括：

11、解调所述振动光信号，得到所述振动光信号的振动强度；

12、所述振动光信号的振动强度达到第一预设值后，判断振动持续时间是否达到第一阈值；

13、若振动持续时间未达到第一阈值，则所述振动光信号为非入侵行为导致；若振动持续时间达到第一阈值，则所述振动光信号由入侵行为导致，定位所述振动光信号的振动位置；

14、将由入侵行为导致的所述振动光信号表示为振动信号集合：，其中，表示第个振动时间，表示机械振动实际对应水平方向上的第个振动感应地理位置，表示第个振动强度，，表示在一个监测周期内监测到有效振动的数量。

15、在一些实施例中，在解调所述应力光信号，得到应力信号集合的步骤中，包括：

16、解调所述应力光信号，得到所述应力光信号的应力强度；

17、所述应力光信号的应力强度达到第二预设值后，判断应力持续时间是否达到第二阈值；

18、若应力持续时间未达到第二阈值，则所述应力光信号为非入侵行为导致；若应力持续时间达到第二阈值，则所述应力光信号由入侵行为导致，定位所述应力光信号的应力位置；

19、将由入侵行为导致的所述应力光信号表示为应力信号集合：，其中，表示第个应力时间，表示第个应力感应地理位置，表示第个应力强度，，表示在一个监测周期内监测到有效应力的数量。

20、在一些实施例中，所述入侵行为的类型包括翻越行为，在结合所述振动信号集合和所述应力信号集合，识别翻越行为的步骤中，包括：

21、先后确定机械振动实际对应的振动强度和应力作用实际对应的应力强度，其中满足第个应力感应地理位置和第个振动感应地理位置的位置误差小于预设的位置检测门限，第个应力时间晚于或等于第个振动时间，即大于等于零且小于预设的时差检测门限，确定此时入侵行为的类型为所述翻越行为。

22、在一些实施例中，所述入侵行为的类型包括攀爬行为，在结合所述振动信号集合和所述应力信号集合，识别所述攀爬行为的步骤中，包括：

23、确定机械振动实际对应的振动强度，且不存在有效的应力，确定此时入侵行为的类型为所述攀爬行为；

24、或者确定应力作用实际对应的应力强度和机械振动实际对应的振动强度，其中满足第个应力感应地理位置和第个振动感应地理位置的位置误差大于预设的位置检测门限；或者满足第个应力时间早于第个振动时间，即小于零；或者满足第个应力时间和第个振动时间的时间误差大于预设的时差检测门限，确定此时入侵行为的类型为所述攀爬行为。

25、在一些实施例中，所述入侵行为的类型包括落石撞击行为，在结合所述振动信号集合和所述应力信号集合，识别落石撞击行为的步骤中，包括：

26、确定有l个位置发生机械振动实际对应的振动强度、、…、，且所述l个位置发生机械振动对应的发生时间的第一时间方差小于预设的第一时间方差门限，以及所述l个位置发生机械振动对应的相邻位置差的第一位置均值小于预设的第一位置均值门限；

27、确定有k个位置发生应力作用实际对应的应力强度、、…、，且所述k个位置发生应力作用对应的发生时间的第二时间方差小于预设的第二时间方差门限，以及所述k个位置发生应力作用对应的相邻位置差的第二位置均值小于预设的第二位置均值门限；

28、并且满足：第一时间方差与第二时间方差之间的误差小于预设的时间误差门限；第一位置均值与第二位置均值之间的误差大于预设的位置误差门限；以及，l≥k，确定此时入侵行为的类型为所述落石撞击行为。

29、本发明还提供一种双重感知的周界安防监测系统，包括监测围栏和监测主机；

30、所述监测围栏包括振动感知单元和应力感知单元，所述振动感知单元和所述应力感知单元层叠设置，且所述振动感知单元和所述应力感知单元均连接所述监测主机，所述振动感知单元和所述应力感知单元用于感知入侵行为，将所述入侵行为转化为光信号输入所述监测主机；

31、所述监测主机用于解调所述振动感知单元和所述应力感知单元处理后的光信号，监测入侵行为。

32、在一些实施例中，所述振动感知单元包括振动光纤和振动监测主体；所述振动光纤包括第一连接部、第二连接部和第三连接部；所述第一连接部的第一端连接所述监测主机，所述第一连接部的第二端连接所述第二连接部的第一端；所述第二连接部呈正弦或余弦曲线设置在所述振动监测主体上，所述第二连接部的第二端连接所述第三连接部的第一端；所述第三连接部设置在所述振动监测主体的外围，所述第三连接部的第二端沿所述振动监测主体的布设方向延伸；且所述振动光纤用于感知入侵行为导致的机械振动，将机械振动转变为振动光信号传入所述监测主机；

33、所述应力感知单元包括应力传导装置和应力光栅；所述应力传导装置包括受力杆和应力传感器，所述受力杆连接所述振动监测主体的顶部，所述应力传感器设置在所述受力杆上，用于感知入侵行为导致的应力，且所述应力传感器通过所述应力光栅连接到所述监测主机，所述应力光栅用于将应力转变为应力光信号传入所述监测主机。

34、本发明的有益效果是：本发明公开了一种双重感知的周界安防监测系统，方法包括如下步骤：在监测围栏上设置振动感知单元和应力感知单元，感知入侵行为；将感知的入侵行为转化为振动光信号和/或应力光信号；多维分析振动光信号和/或应力光信号，监测入侵行为。系统包括监测围栏和监测主机，监测围栏包括振动感知单元和应力感知单元，振动感知单元和应力感知单元层叠设置，且振动感知单元和应力感知单元均连接监测主机，用于感知入侵行为，将入侵行为转化为光信号输入监测主机；监测主机用于解调振动感知单元和应力感知单元处理后的光信号，监测入侵行为。本发明通过振动光信号和应力光信号的双重感知，产生多维信号特征，并转化为入侵行为的判定指标供算法识别，减少了非入侵行为引起机械振动或应力的影响，从而有效提高了周界安防监测的精准性，明显降低误报的周界入侵报警定位，且成本低。