光纖光柵周界入侵報(bào)警系統(tǒng)在石油罐區(qū)周界安防中的應(yīng)用

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1、謝石油化工安全環(huán)保技術(shù)謝PETROCHEMICALSAFETYANDENVIRONMENTALPROTECTIONTECHNOLOGY2012年第28卷第6期防火防爆光纖光柵周界入侵報(bào)警系統(tǒng)在石油罐區(qū)周界安防中的應(yīng)用劉利(中國石油天然氣股份有限公司廣東石化分公司，廣東揭陽515200)摘要：周界安全防范技術(shù)能夠?qū)χ匾茉丛O(shè)施進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)盜竊和惡意破壞的行為。介紹了一種基于光纖光柵振動傳感技術(shù)的周界入侵報(bào)警系統(tǒng)，它通過布設(shè)在防護(hù)網(wǎng)上的振動光纜感知外界擾動信息，根據(jù)不同激勵(lì)行為下的時(shí)變波長信號的典型特征，采用時(shí)域信號包絡(luò)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對多種入侵行為的模式識別。通過多個(gè)周界安防工程案例表明

2、該入侵報(bào)警系統(tǒng)具有入侵模式識別能力和較低的誤報(bào)率，對環(huán)境中的風(fēng)雨等氣象因素不敏感。關(guān)鍵詞：光纖光柵振動傳感器包絡(luò)分析光纖周界隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的高速發(fā)展，對能源的代對周界入侵報(bào)警系統(tǒng)所提出的更高要求J。需求越來越大，眾多新建輸油管線和儲油輸油站文中提出了一種基于光纖光柵振動傳感器，點(diǎn)的防護(hù)安全問題越來越多地引起政府相關(guān)部門能夠?qū)κ凸迏^(qū)及輸油管線周界進(jìn)行人侵報(bào)警的的重視。為了保證石油供給線的安全暢通，石油智能化周界安防系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用時(shí)域包絡(luò)信號部門對各輸油管線及油罐區(qū)域加強(qiáng)實(shí)施了系列防特征分析方法，對外界擾動信號進(jìn)行有效的模式護(hù)措施(如布設(shè)防護(hù)網(wǎng)、新建護(hù)欄圍墻等)，實(shí)現(xiàn)識別及報(bào)警處理，從而

3、能夠?qū)θ肭中袨闇?zhǔn)確報(bào)對油氣管線及油罐區(qū)域的隔離及防護(hù)。但由于新警，而對風(fēng)雨等自然界的氣象條件不敏感，受天建的油氣管線及儲油輸油站點(diǎn)數(shù)量巨大，分布區(qū)氣因素影響小。域較為廣闊，尤其是處于邊境線處的設(shè)施極易受1系統(tǒng)傳感原理及構(gòu)成到國際國內(nèi)恐怖分子的惡意破壞，由此誘發(fā)事故的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，也容易造成惡劣的政治影光纖光柵周界人侵報(bào)警系統(tǒng)基于光纖光柵傳響。簡單的物理防護(hù)手段已成為當(dāng)前危及能源安感原理，利用光纖光柵當(dāng)受到外界振動或應(yīng)力全的一大隱患。因此有必要對涉及石油能源設(shè)施作用，其反射波長隨之發(fā)生變化的特性，確定待的周界區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測“。測外界振動或應(yīng)力的變化。當(dāng)光信號輸送進(jìn)光纖由于周界入侵報(bào)警系統(tǒng)

4、所需要處理的防范對時(shí)，外界的各種擾動會引起光纖光柵的特征反射象十分復(fù)雜，并且受地形、氣候、安裝等多方面波長發(fā)生變化，后端的光纖光柵信號處理器接收因素的制約，因此對技術(shù)水平的要求很高。目前到光信號的變化，對其進(jìn)行解調(diào)，系統(tǒng)軟件進(jìn)行在周界入侵報(bào)警領(lǐng)域內(nèi)，雖然高壓脈沖電網(wǎng)、視頻影像監(jiān)控、微波振動電纜和激光紅外對射等傳統(tǒng)技術(shù)占據(jù)市場主流，但其均屬于較低安全級別收稿日期：2012—08—02。的區(qū)域型周界入侵報(bào)警技術(shù)，存在能源消耗高、作者簡介：劉利，男，1993畢業(yè)于華北石油學(xué)校自誤報(bào)率高、定位精度低、耐候能力差等諸多缺動化儀表專業(yè)，2009年畢業(yè)于北京科技大學(xué)遠(yuǎn)程教點(diǎn)，難以滿足重要能源設(shè)施、政府機(jī)關(guān)

5、核心部門育計(jì)算機(jī)專業(yè)，長期從事儲運(yùn)碼頭專業(yè)DCS、儲運(yùn)調(diào)和機(jī)場、銀行、別墅等特殊場所較高級別安防的和及儲運(yùn)移動控制、罐區(qū)儀表控制、火車和汽車裝需求。由于傳統(tǒng)周界入侵報(bào)警系統(tǒng)受技術(shù)發(fā)展水車、碼頭裝卸船等工作，工程師。E—mail：liul—gd@平限制，存在諸多功能缺陷，已難以滿足信息時(shí)petrochina．corn．cn2012年第28卷第6期謝劉利．光纖光柵周界入侵報(bào)警系統(tǒng)在石油罐區(qū)周界安防中的應(yīng)用案識別判斷，并發(fā)出入侵報(bào)警信號。光纖光柵振動時(shí)變波長數(shù)據(jù)獲取傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)預(yù)處理信息包絡(luò)信息提取單模光纖光纖光柵蓐錘會屬外殼模光纖圖1光纖光柵振動傳感器結(jié)構(gòu)示意包絡(luò)信息特征計(jì)算設(shè)重

6、錘質(zhì)量為ITI，光纖光柵特征波長為入，外界振動加速度為a，則光纖光柵特征波長的變信號模式識別與報(bào)警信息輸出化量△入與外界振動加速度信號的關(guān)系為：圖3傳感器信號處理流程AX=K·1TI·a(1)根據(jù)公式(1)可知，重錘的質(zhì)量越大，振動斷，進(jìn)行信號模式識別，輸出準(zhǔn)確報(bào)警信息。加速度越大，則光柵的特征波長變化量越大。式2．1Hilbert包絡(luò)算法簡介¨]中K為傳感器靈敏度系數(shù)，該系數(shù)與傳感器的結(jié)Hilbert變換是一種將時(shí)域?qū)嵭盘栕優(yōu)闀r(shí)域解構(gòu)常數(shù)有關(guān)。析信號的方法。變換所得的解析信號的實(shí)部是實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，需要將上述的各個(gè)光柵振動信號本身，虛部是實(shí)信號的Hilbert變換，而解析傳感器進(jìn)行串聯(lián)，形

7、成一根根的振動光纜，再將信號的模即是實(shí)信號的包絡(luò)。振動光纜布設(shè)于周界圍欄上。典型的光纖光柵周一個(gè)實(shí)信號(t)的希爾伯特變換定義為：界入侵報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。lI安裝于周界護(hù)tl__凋儀表吲—J＼．1報(bào)警軟件界面及I：：fTd：()×(2)的多條振動光纜l號處理fl各輔助功能模塊l圖2光纖光柵周界入侵報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由(￡)及其希爾伯特變換(￡)，可以構(gòu)成信號(t)的解析信號z(t)：2系統(tǒng)軟件報(bào)警策略及時(shí)域包