专利摘要

本实用新型涉及一种精确定位型水下安防拦阻网系统，采用经、纬通道两根光缆作为分布式扰动传感器搭配光纤扰动分析仪实现了对拦阻网的经、纬交叉定位预警，同时具有判断入侵行为的功能，当发生入侵行为时能够迅速预警入侵位置和入侵行为类别，为安保部门做出应急反应提供充足的时间。

权利要求

1.一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于包括水下拦阻网模块、现场监测模块和安全监测预警模块；

所述水下拦阻网模块包括设置有经、纬两根光缆的拦阻网、固定在拦阻网经、纬交界处固定网扣的增强胶片以及固定拦阻网四边的边框；所述设置有经、纬两根光缆的拦阻网为在合适网格密度的拦阻网上依据所需预警精度沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬两根光缆，或为直接采用经、纬两根光缆与纲绳一起编制的具有所需预警精度以及合适网格密度的拦阻网；

所述现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪、设备数据库和现场通信服务器；所述光纤扰动信息分析仪连接水下拦阻网模块中经、纬两根光缆内的两组光纤并分别向两组光纤内发送脉冲光，同时分别接收两组光纤产生的后向瑞利散射光并将接收到的后向瑞利散射光还原为光纤扰动信息，所述光纤扰动信息包括光纤振动的幅度、频率和发生振动的位置，所述位置对应拦阻网经、纬通道光缆区域编号；所述设备数据库依照拦阻网的网格区域编号分别保存拦阻网不同位置的光纤扰动信息；所述现场通信服务器将光纤扰动信息通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块；

所述安全监测预警模块包括远程通信服务器、监控主机以及一个或多个监控终端；所述远程通信服务器接收来自现场监测模块的光纤扰动信息并传输至监控主机；所述监控主机根据各监控终端的预设信息需求以及监控终端使用人员的申请将相关光纤扰动信息发送至监控终端；所述监控终端包括电脑、移动设备和网络数据访问接口。

2.如权利要求1所述的一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于，所述水下拦阻网模块还包括布置于拦阻网上的光纤摄像机和光纤水听器阵列；所述光纤摄像机拍摄的影像信息和光纤水听器阵列采集到的水声信息通过光纤传输至现场监测模块，并进一步通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块。

3.如权利要求1所述的一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于，所述光纤连接远程通信光缆，光纤扰动信息通过远程通信光缆传输至远端检测设备；所述远程通信光缆包括既有海底通信光缆或独立设置的通信光缆或专为水下安防拦阻网系统使用的特殊通信光缆。

4.如权利要求1所述的一种精确定位型水下安防拦阻网系统，其特征在于，所述光纤扰动信息分析仪包括经通道、纬通道两组分析回路以及信息处理主机；所述分析回路包括窄线宽激光器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、光电探测器、数据采集卡；所述窄线宽激光器输出连续激光光波经声光调制器转换为脉冲光，所述脉冲光经掺铒光纤放大器进行光强放大后通过环形器输入分析仪所连接的拦阻网光纤，由光纤扰动产生的后向瑞利散射光经环形器被光电探测器接收并由数据采集卡采集光强信号。

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下安防技术领域，尤其涉及一种精确定位型水下安防拦阻网系统。

背景技术

针对高安全等级目标的安防设施，是维护国家稳定与安全的重要保障，为了有效防止对于高安全等级目标的非法入侵以及恶意破坏，通常会采用物理安防手段对目标实施全面的保护。对于处在地面的高安全等级目标(例如建筑物)，其能够采用的安防手段比较完善，常用的物理安防手段如筑高墙、围电网刀刺网以及技防手段如视屏监控、电子脉冲围栏等都能对地面目标起到有效的安防保护作用；但是对于处在水下的高安全等级目标(比如航母和潜艇基地、港口码头、水下弹药物资库、前线驻军岛礁、水下历史古迹等)的安防系统，在很大程度上受到水环境的影响，往往很难实现对水下高安全等级目标的有效安防保护。

针对水下安防环境的特殊性，一种现有技术提出利用光纤对微振动敏感原理制作水下安防监测网。但是，该现有技术对编织水下安防监测网的光纤光缆的结构没有明确，实际应用中光纤不能反馈准确的振动发生位置，同时使用普通的通信光缆由于没有足够的强度，不能对非法入侵起到拦阻作用。另一种现有技术提出使用电缆制作水下安防网的方案，但其弊端很明显：一是电缆很容易被破坏，长期泡在海水里，寿命有限，维护困难，成本很高；二是茫茫大海里供电困难、电缆的损耗很大，不适合大长度或者大范围的应用。

为了能够提供有效的安防保护效果，水下安防系统必须同时具有入侵预警和入侵阻拦的效果。只具备阻拦效果的防护装置只能延缓入侵的速度，任何阻拦都最终会被人为破坏从而造成侵害的发生。对于水下安防这一特殊领域，由于往往要面对大面积的防护区域，如不能在入侵发生过程中及时提供准确的入侵位置具体信息预警则很难在有限时间内确定入侵情况，造成安防设施的拦阻防护不足以留出时间供安保部门做出应急反应的被动局面，非法入侵以及恶意破坏仍会发生，安防系统起不到应有的保护作用。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种精确定位型水下安防拦阻网系统，采用两根光缆作为分布式扰动传感器，通过两根光缆采集到的扰动信号的交叉定位实现了入侵位置的准确报警，能够在入侵发生的第一时间为安保部门应急提供准确的信息。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种精确定位型水下安防预警系统，包括水下拦阻网模块、现场监测模块和安全监测预警模块；

所述水下拦阻网模块包括设置有经、纬两根光缆的拦阻网、固定在拦阻网经、纬交界处固定网扣的增强胶片以及固定拦阻网四边的边框；所述设置有经、纬两根光缆的拦阻网为在合适网格密度的拦阻网上依据所需预警精度沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬两根光缆，或为直接采用经、纬两根光缆与纲绳一起编制的具有所需预警精度以及合适网格密度的拦阻网；

所述现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪、设备数据库和现场通信服务器；所述光纤扰动信息分析仪连接水下拦阻网模块中经、纬两根光缆内的两组光纤并分别向两组光纤内发送脉冲光，同时分别接收两组光纤产生的后向瑞利散射光并将接收到的后向瑞利散射光还原为光纤扰动信息，所述光纤扰动信息包括光纤振动的幅度、频率和发生振动的位置，所述位置对应拦阻网经、纬通道光缆区域编号X、Y；所述设备数据库依照拦阻网的网格区域编号分别保存拦阻网不同位置的光纤扰动信息；所述现场通信服务器将光纤扰动信息通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块；

所述安全监测预警模块包括远程通信服务器、监控主机以及若干监控终端；所述远程通信服务器接收来自现场监测模块的光纤扰动信息并传输至监控主机；所述监控主机根据各监控终端的预设信息需求以及监控终端使用人员的申请将相关光纤扰动信息发送至监控终端；所述监控终端包括电脑、移动设备和网络数据访问接口。

进一步地，所述水下拦阻网模块还包括布置于拦阻网上的光纤摄像机和光纤水听器阵列；所述光纤摄像机拍摄的影像信息和光纤水听器阵列采集到的水声信息通过光纤传输至现场监测模块，并进一步通过有线和/或无线方式传输至安全监测预警模块。

进一步地，所述光纤连接远程通信光缆，光纤扰动信息通过远程通信光缆传输至远端检测设备；所述远程通信光缆包括既有海底通信光缆或独立设置的通信光缆或专为水下安防拦阻网系统使用的特殊通信光缆。

进一步地，所述光纤扰动信息分析仪包括经通道、纬通道两组分析回路以及信息处理主机；所述分析回路包括窄线宽激光器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、光电探测器、数据采集卡；所述窄线宽激光器输出连续激光光波经声光调制器转换为脉冲光，所述脉冲光利用掺铒光纤放大器进行光强放大后通过环形器输入分析仪所连接的拦阻网光纤，由光纤扰动产生的后向瑞利散射光经环形器被光电探测器接收并由数据采集卡采集光强信号；所述信息处理主机通过分析各组光纤扰动产生的后向瑞利散射光光强信号得到该组回路的光纤扰动信息，并结合两组回路的光纤扰动信息得到对应拦阻网具体位置的扰动信息。

使用如上述系统的一种精确定位型水下安防预警方法，包括以下步骤：

A、安装设置包括经、纬通道两根光缆的水下安防拦阻网预警系统；

B、分别标注经、纬通道光缆区域编号，并根据经、纬通道光缆区域编号得到拦阻网经纬交叉预警网格区域编号；

C、设定拦阻网各网格区域编号所代表位置的光纤扰动信息基准值和报警值；

D、当探测到某位置光纤扰动信息超过报警值时，向监控终端发出针对该位置网格区域编号的报警信息。

进一步地，所述方法还包括以下选择性步骤：

E、水下安防拦阻网预警系统上还安装有光纤摄像机和光纤水听器阵列，发出报警信息位置的影像信息和水声信息被采集保存。

进一步地，所述步骤A包括以下分步骤：

A1、在需要安防保护的目标周围布置包含经、纬通道两根光缆的水下预警拦阻网，或在现有拦阻网上根据预警精度需要沿原拦阻网经线和纬线加装经、纬通道两根光缆；所述经、纬通道两根光缆根据预警精度需求在拦阻网上均匀间隔设置，形成均匀排布的经纬交叉预警网格；

A2、分别将经通道光缆内经通道光纤信号传输端以及纬通道光缆内纬通道光纤信号传输端与光纤扰动信息分析仪相连接，确保光纤扰动信息能够正常传输，形成经、纬双通道光纤扰动信息传输回路；

进一步地，所述步骤B包括以下分步骤：

B1、将经通道光缆依据其排布按顺序设置经通道光缆区域编号X为1至m；将纬通道光缆依据其排布按顺序设置纬通道光缆区域编号Y为1至n；

B2、依据经通道在前纬通道在后的格式组合得到经纬交叉预警网格区域编号X-Y。

进一步地，所述步骤C包括以下分步骤：

C1、对于已经安装到位的拦阻网预警系统，记录因自然原因产生的光纤扰动信息，并据此建立对应拦阻网各经纬交叉预警网格区域编号位置的光纤扰动信息基准值；所述因自然原因产生的光纤扰动信息包括海浪和洋流冲刷导致的拦阻网晃动以及拦阻网安装到位后在正常状态下所承受的扰动；

C2、根据安防需要以及拦阻网光纤扰动信息基准值分别设定对应拦阻网各经纬交叉预警网格区域编号位置的光纤扰动信息报警值；所述光纤扰动信息报警值大于等于拦阻网相同网格区域编号位置的光纤扰动信息基准值；

C3、根据特殊情况对于拦阻网造成的振动影响所产生的光纤扰动信息特征标注特殊情况提示；所述特殊情况包括自然灾害如海啸和地震、船舶移动以及抛锚、海底与海面施工；

C4、根据高危情况对于拦阻网造成的影响所产生的光纤扰动信息特征标注高危情况预警；所述高危情况包括人为剪切拦阻网光缆、动力机械直接冲撞拦阻网、人为扯动拦阻网光缆及拦阻网。

进一步地，所述步骤D包括以下分步骤：

D1、当探测到对应某网格区域编号位置的拦阻网产生超过该网格区域编号位置报警值的光纤扰动信息时，向监控终端发出针对该网格区域编号位置拦阻网的预警信息；

D2、当探测到对应某网格区域编号位置的拦阻网产生对应已标注特殊情况的光纤扰动信息时，向监控终端发出针对该网格区域编号位置拦阻网的特殊情况提示信息并注明可能在该拦阻网位置发生的特殊情况内容；

D3、当探测到对应某网格区域编号位置的拦阻网产生对应已标注高危情况的光纤扰动信息时，向监控终端发出针对该网格区域编号位置拦阻网的高危情况预警信息并注明可能在该拦阻网位置发生的高危情况内容。

本实用新型的有益效果为：

使用本实用新型所述精确定位型水下安防拦阻网系统对水下高安全等级目标进行预警防护，通过经、纬通道两根光缆的光纤扰动信息交叉定位入侵信息，能够在有效拖延入侵行为的同时及时提供包括入侵位置、入侵形式等准确的预警信息，给相关部门提供了充足的应急反应时间，起到充分的安防保护预警作用。本实用新型所述预警系统既可以通过对现有拦阻网加装经、纬通道两根光缆实施，也可以在拦阻网制作过程中加入经、纬通道两根光缆一起编制，实施方法灵活便于使用及维护。利用经、纬通道两根光缆作为分布式扰动传感器，拦阻网无需额外供电就能够有效侦测到拦阻网异常情况产生的扰动信息；采用高灵敏度的光纤扰动信号分析仪能够根据光纤产生的后向瑞利散射光判断扰动具体发声位置、幅度和频率，从而准确判断事件性质有针对性的发出预警信息。拦阻网系统还可以安装水下视频联动光纤摄像机以及光纤水听器阵列，根据光纤扰动信息记录影像以及水声信号，为探测到的异常情况提供复核判断依据。

附图说明

图1为本实用新型一种水下安防拦阻网系统的结构示意图。

图2为本实用新型拦阻网的一种实施例结构示意图。

图3为本实用新型拦阻网的另一种实施例结构示意图。

图4为本实用新型一种实施例的经、纬通道两根光缆结构及经纬交叉预警网格区域编号示意图。

图5为本实用新型光纤扰动信息分析仪工作流程示意图。

附图编号说明：11-拦阻网、111-纲绳、112-增强胶片、113-经通道光缆、1131-经通道光纤信号传输端、114-纬通道光缆、1141-纬通道光纤信号传输端、115-边框、12-光纤摄像机、13-光纤水听器阵列、21-光纤扰动信息分析仪、22-设备数据库、23-现场通信服务器、31-远程通信服务器、32-监控主机、33-监控终端。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。

如图1所示为本实用新型水下安防拦阻网系统的一种实施例结构示意图，系统由水下拦阻网模块、现场监测模块、安全监测预警模块三部分构成，其中水下拦阻网模块包括拦阻网11、光纤摄像机12、光纤水听器阵列13，现场监测模块包括光纤扰动信息分析仪21、设备数据库22、现场通信服务器23，安全监测预警模块包括远程通信服务器31、监控主机32以及若干监控终端33。拦阻网11的一种在原拦阻网上加装经、纬通道两根光缆的实施例如图2所示，包括纲绳111、增强胶片112、边框115组成的原拦阻网，以及在原拦阻网上加装的经通道光缆113和纬通道光缆114，经通道光缆的经通道光纤信号传输端1131以及纬通道光缆的纬通道光纤信号传输端1141分别连接在光纤扰动信息分析仪上形成双通道光纤扰动信息传输回路；在此实施例中，拦阻网的拦截密度由原拦阻网网格密度确定，拦阻网的预警精度由加装的经、纬通道两根光缆决定，如图2所示为预警精度等于拦阻网网格密度的情况，即预警精度等于拦截密度。如图3所示为拦阻网11的另一种采用纲绳和经、纬通道两根光缆共同编制的实施例示意图，包括纲绳111、增强胶片112、边框115以及经通道光缆113和纬通道光缆114，经通道光缆的经通道光纤信号传输端1131以及纬通道光缆的纬通道光纤信号传输端1141分别连接在光纤扰动信息分析仪上形成双通道光纤扰动信息传输回路；在此实施例中，拦阻网的拦截密度由纲绳和经、纬通道两根光缆共同编制的网格密度确定，拦阻网的预警精度由经、纬通道两根光缆决定，如图3所示为预警精度小于拦阻网网格密度的情况，即预警精度小于拦截密度。

如图4所示为经、纬通道两根光缆结构及经纬交叉预警网格区域编号示意图，如图4所示结构及编号同时适用于如图2所示的原拦阻网加装两根光缆和如图3所示的采用纲绳和经、纬通道两根光缆共同编制拦阻网两种情况，即包含一根经通道光缆113和一根纬通道光缆114，所述经通道光缆沿拦阻网经线方向、纬通道光缆沿拦阻网纬线方向规律间隔往返排布，经、纬光缆的规律交叉形成预警网格；具体排布方式为经通道光缆从拦阻网边框底边开始沿经线铺设至边框顶边后沿边框顶边延伸固定间隔a，再沿经线铺设至边框底边后沿边框底边延伸固定间隔a，如此往返排布铺设覆盖整张拦阻网，同理纬通道光缆从边框一侧边沿纬线排布至另一侧边并延伸固定间隔b再返回，往返排布铺设覆盖整张拦阻网，固定间隔a与b的设定大小实际决定了预警网格的预警精度；经通道光缆依据其排布按顺序设置经通道光缆区域编号X为1至m(如图4所示实施例m为4)，将纬通道光缆依据其排布按顺序设置纬通道光缆区域编号Y为1至n(如图4所示实施例n为4)，依据经通道在前纬通道在后的格式组合得到经纬交叉预警网格区域编号X-Y。例如图4所标注A点位置发生光纤扰动信息，则经通道光缆反馈经通道光缆区域编号X为4，纬通道光缆反馈纬通道光缆区域编号Y为1，实际得到的经纬交叉预警网格区域编号为4-1，即拦阻网上A点位置的唯一网格区域编号为4-1。

针对水下高安全等级目标进行安防保护时，首先在需要安防保护的目标周围布置带有经、纬通道两根光缆的拦阻网，将经、纬通道两根光缆上的经通道光纤信号传输端、纬通道光纤信号传输端分别与光纤扰动信息分析仪相连接，确保光纤扰动信息能够正常传输形成双通道传输回路；根据拦阻网经、纬通道两根光缆实际布置位置和使用面积标注经纬交叉预警网格区域编号以便于确定光线扰动信息实际发生位置。拦阻网布置完成后，通过光纤扰动信息分析仪得到的光纤扰动信息设定拦阻网各位置光纤扰动信息基准值和报警值；光纤扰动分析仪工作流程如图5所示，经通道分析回路与纬通道分析回路分别具有窄线宽激光器输出连续激光光波经声光调制器转换为脉冲光，所述脉冲光利用掺铒光纤放大器进行光强放大后通过环形器输入分析仪所连接的拦阻网光纤，由光纤扰动产生的后向瑞利散射光经环形器被光电探测器接收并由数据采集卡采集经、纬双通道光强信号，所述信息处理主机通过分析经、纬通道两根光缆内的光纤扰动产生的后向瑞利散射光光强信号得到光纤扰动信息。各位置光纤扰动信息基准值和报警值依据实际环境以及安防需求设定，包括记录因自然原因(如海浪和洋流冲刷导致的拦阻网晃动以及拦阻网安装到位后在正常状态下所承受的应力)产生的光纤扰动信息，并据此建立拦阻网各位置光纤扰动信息基准值；根据安防需要以及拦阻网各位置光纤扰动信息基准值分别设定拦阻网各位置光纤扰动信息报警值，该光纤扰动信息报警值应大于等于拦阻网相同网格区域编号位置的光纤扰动信息基准值；根据特殊情况(如自然灾害、船舶移动以及抛锚、海底与海面施工)对于拦阻网造成的应力影响所产生的光纤扰动信息特征标注特殊情况提示；根据高危情况(人为剪切拦阻网光缆、人为剥离拦阻网外护层、动力机械直接冲撞拦阻网、人为扯动拦阻网光缆及拦阻网经、纬交界网扣造成拦阻网网格开口扩张)对于拦阻网造成的应力影响所产生的光纤扰动信息特征标注高危情况预警。当系统探测到某一位置拦阻网反馈的光纤扰动信息超出报警值和/或符合预先标注的特殊情况或高危情况时，系统向监控终端发出针对该网格区域编号位置拦阻网的预警信息和/或可能在该拦阻网位置发生的特殊情况内容、高危情况内容。当相关人员接收到预警信息时，可以立即根据预警信息提供的光纤扰动信息位置、幅度、频率做出应急反应；当系统安装有水下光纤摄像机、光纤水听器阵列时，针对发出报警信息位置的影像信息和水声信息将被采集保存以供复核判断。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

一种精确定位型水下安防拦阻网系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。