张永康，尚 盈，王 晨，赵文安，李 常，曹 冰，王 昌

分布式光纤入侵信号检测与识别

张永康，尚 盈，王 晨，赵文安，李 常，曹 冰，王 昌*

齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所，山东 济南 250014

分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号，具有灵敏度高、动态范围广等特性，可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高，光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提出了更高的要求，表现为对入侵事件的准确分类，因此将分布式光纤声波传感技术与模式识别(PR)技术相结合是目前研究的热门，有利于推动分布式光纤传感技术的应用发展。本文总结了近年来在分布式光纤入侵检测的模式识别技术中所应用的特征提取和分类算法的研究进展，回顾了几种实现入侵事件信号识别的特征提取方法及其在不同应用场合面临的特征选择难点，同时对特定事件识别算法的优劣进行分析归纳。

分布式声波传感；模式识别；特征提取；分类算法

1 引 言

传统的Φ-OTDR采用直接探测[1]的方式，通过探测光纤后向瑞利散射光的光强变化来对入侵信号进行检测和定位。为了提高Φ-OTDR的信噪比和传感范围，后来又提出了相干探测[2]的方法，建立了相位与外界信号之间的线性关系，通过相位解调技术获取外界声波信号的幅度、频率以及相位信息。分布式声波传感技术(Distributed acoustic sensing，DAS)是在Φ-OTDR基础上发展起来的一种使用相干探测的新型分布式光纤传感技术，该技术具有精度高、响应速度快、动态范围广等优点，现已广泛应用于周界安防[3]、地震勘探[4]、轨道交通[5]、管道运输[6]等领域。……