基于振動光纖的鐵路周界防護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵路安全防護領域，具體的說，涉及了一種基于振動光纖的鐵路周界防護方法。
【背景技術】
[0002]隨著近年來社會經濟的發展，社會不安定因素及社會矛盾有上升趨勢，維護社會局部安定的政治壓力越來越大。尤其是在國外極端勢力的煽動和蠱惑下，境內破壞分子針對廣大群眾人身和敏感區域的暴力活動時有發生，反恐形式愈發激烈。鐵路尤其高鐵遭受破壞時很容易造成大量人員傷亡，以及財產重大損失，今年以來，針對武廣高鐵已連續發生“6.25”等兩起破壞案件，高鐵已成為暴恐分子實施破壞的新目標，妄圖制造更大的影響。
[0003]針對以上復雜社會因素，公安部要求各級公安部門采取有效措施切實保護公民人身安全和國家財產安全，各級公安部門采取了大量人力、財力、物力等組織措施、管理措施和經濟措施用于社會治安維護，但維穩壓力依然嚴峻。因此，各種成熟有效周界入侵監測系統技術被提上了日程，用于鐵路沿線重點設施的安全防范。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種使用周期長、高可靠性、易于施工實現的基于振動光纖的鐵路周界防護方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:一種基于振動光纖的鐵路周界防護方法，該方法包括以下步驟:
步驟1:設置鐵路周界防護系統
該防護系統包括防區感應模塊、防區數據采集器、信息處理主機和路局監控平臺；
步驟2:布防
所述防區感應模塊設置感應頭端模塊和感應尾端模塊，圍繞著鐵路沿線，將所述感應頭端模塊和所述感應尾端模塊布防在鐵路周界的防區，其中，每個防區感應模塊構成一個防區；
步驟3:入侵振動信號采集
所述防區感應模塊用于感應入侵振動信號，每個防區數據采集器采集多個防區感應模塊的入侵振動信號；
步驟4:入侵振動信號識別
所述信息處理主機接收所述防區數據采集器的入侵振動信號進行識別，區分非正常數據并進行封包傳輸；所述信息處理主機對入侵振動信號的識別分以下步驟:
步驟4.1、提取入侵振動信號進行高通濾波，濾除基線及低頻干擾；
步驟4.2、對濾波后的入侵振動信號進行加窗處理，獲得時域特征，其中，時域特征包括幅值、峰數、短時能量和峰均比；
步驟4.3、對加窗后的信號進行功率譜估計，獲得分布特征，并分別求出高、中、低頻功率大小及其分別所占的比重，進而獲得時域特征和頻域特征時間變化的時頻特性；
步驟4.4、預設時域特征和頻域特征報警模板，根據時頻特性與模板的比對區分入侵行為和干擾行為，進而獲得報警數據；
步驟5:感應數據應用
所述路局處理平臺用于接收信息處理主機的報警數據，并將報警數據通知到責任人員。
[0006]本發明相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著進步，具體的說，本發明中感應部分采用馬赫曾德干涉原理，即利用防區感應模塊中的感應頭端模塊和感應尾端模塊發出去的激光和返回的激光受到振動后出現干涉，通過采集此干涉電平，并通過分析時域特征和頻域特征識別出振動特點，從而辨別出是否列車振動、自然現象振動、人為破壞振動等等；具有使用周期長、高可靠性、易于施工實現的優點。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的防護系統結構框圖。
[0008]圖2是本發明的入侵振動信號識別的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面通過【具體實施方式】，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0010]如圖1和圖2所示，一種基于振動光纖的鐵路周界防護方法，該方法包括以下步驟:
步驟1:設置鐵路周界防護系統
該防護系統包括防區感應模塊、防區數據采集器、信息處理主機和路局監控平臺；
步驟2:布防
所述防區感應模塊設置2芯感應頭端模塊和2芯感應尾端模塊，方便在鐵路復雜的環境施工。圍繞著鐵路沿線，將所述感應頭端模塊和所述感應尾端模塊布防在鐵路周界的防區，其中，每個防區感應模塊構成一個防區；
步驟3:入侵振動信號采集
所述防區感應模塊用于感應入侵振動信號，每個防區數據采集器采集多個防區感應模塊的入侵振動信號；其中，所述防區數據采集器采用高靈敏度24位AD采集，真實還原振動波形，而且低功耗，便于適應野外環境；
步驟4:入侵振動信號識別
所述信息處理主機接收所述防區數據采集器的入侵振動信號進行識別，區分非正常數據并進行封包傳輸；所述信息處理主機對入侵振動信號的識別分以下步驟:
步驟4.1、提取入侵振動信號進行高通濾波，濾除基線及低頻干擾；
步驟4.2、對濾波后的入侵振動信號進行加矩形窗處理，獲得時域特征，其中，時域特征包括幅值、峰數、短時能量和峰均比；
步驟4.3、對加矩形窗后的信號進行功率譜估計，獲得分布特征，并分別求出高、中、低頻功率大小及其分別所占的比重，進而獲得時域特征和頻域特征時間變化的時頻特性；步驟4.4、預設時域特征和頻域特征報警模板，根據時頻特性與模板的比對區分入侵行為和干擾行為，進而獲得報警數據；
步驟5:感應數據應用
所述路局處理平臺用于接收信息處理主機的報警數據，并將報警數據通知到責任人員。
[0011]本發明方法中，通過提取振動信號的時域特征、頻域特征以及時域和頻域的變化特征來識別入侵行為，不僅能夠準確識別敲擊、攀爬、踩踏、觸碰、搖晃、擠壓等惡意入侵行為，還要能夠屏蔽風、雨、冰雹等干擾的影響，特別是過車振動的影響。
[0012]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1.一種基于振動光纖的鐵路周界防護方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1:設置鐵路周界防護系統 該防護系統包括防區感應模塊、防區數據采集器、信息處理主機和路局監控平臺； 步驟2:布防 所述防區感應模塊設置感應頭端模塊和感應尾端模塊，圍繞著鐵路沿線，將所述感應頭端模塊和所述感應尾端模塊布防在鐵路周界的防區，其中，每個防區感應模塊構成一個防區； 步驟3:入侵振動信號采集 所述防區感應模塊用于感應入侵振動信號，每個防區數據采集器采集多個防區感應模塊的入侵振動信號； 步驟4:入侵振動信號識別 所述信息處理主機接收所述防區數據采集器的入侵振動信號進行識別，區分非正常數據并進行封包傳輸；所述信息處理主機對入侵振動信號的識別分以下步驟: 步驟4.1、提取入侵振動信號進行高通濾波，濾除基線及低頻干擾； 步驟4.2、對濾波后的入侵振動信號進行加窗處理，獲得時域特征，其中，時域特征包括幅值、峰數、短時能量和峰均比； 步驟4.3、對加窗后的信號進行功率譜估計，獲得分布特征，并分別求出高、中、低頻功率大小及其分別所占的比重，進而獲得時域特征和頻域特征時間變化的時頻特性； 步驟4.4、預設時域特征和頻域特征報警模板，根據時頻特性與模板的比對區分入侵行為和干擾行為，進而獲得報警數據； 步驟5:感應數據應用 所述路局處理平臺用于接收信息處理主機的報警數據，并將報警數據通知到責任人員。
【專利摘要】本發明提供一種基于振動光纖的鐵路周界防護方法，該方法包括以下步驟：設置鐵路周界防護系統，該防護系統包括防區感應模塊、防區數據采集器、信息處理主機和路局監控平臺；圍繞著鐵路沿線，將所述感應頭端模塊和所述感應尾端模塊布防在鐵路周界的防區，每個防區感應模塊構成一個防區；每個防區數據采集器采集多個防區感應模塊的入侵振動信號；所述信息處理主機接收所述防區數據采集器的入侵振動信號進行識別，區分非正常數據并進行封包傳輸；所述路局處理平臺用于接收信息處理主機的報警數據，并將報警數據通知到責任人員。
【IPC分類】G08B13/186
【公開號】CN105374148
【申請號】CN201510912578
【發明人】王士超, 喬露, 程傳斌, 劉大慶, 何秋奇
【申請人】河南輝煌科技股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月11日