留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究

张俊楠 娄淑琴 梁生

张俊楠, 娄淑琴, 梁生. 基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 422003-0422003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0422003
引用本文: 张俊楠, 娄淑琴, 梁生. 基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 422003-0422003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0422003
Zhang Junnan, Lou Shuqin, Liang Sheng. Study of pattern recognition based on SVM algorithm for φ-OTDR distributed optical fiber disturbance sensing system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 422003-0422003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0422003
Citation: Zhang Junnan, Lou Shuqin, Liang Sheng. Study of pattern recognition based on SVM algorithm for φ-OTDR distributed optical fiber disturbance sensing system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 422003-0422003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0422003

基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0422003
基金项目: 

国家自然科学基金(61475016,61575016)

详细信息
    作者简介:

    张俊楠(1990-),男,硕士生,主要从事光纤传感方面的研究。Email:14120040@bjtu.edu.cn

    通讯作者: 娄淑琴(1965-),女,教授,博士,主要从事光纤传感、特种光纤方面的研究。Email:shqlou@bjtu.edu.cn
  • 中图分类号: TP219

Study of pattern recognition based on SVM algorithm for φ-OTDR distributed optical fiber disturbance sensing system

  • 摘要: 针对相位敏感光时域反射计(-OTDR)分布式光纤扰动传感系统对扰动事件进行有效判别和识别的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的扰动判别和扰动模式识别的方法。通过提取信号时域和频域的平均值、方差、均方差以及信号功率特征,利用二叉树结构建立基于SVM算法的分类器,对扰动进行判别并对扰动模式进行识别。根据传感信号的特征,通过分类器I在对有无扰动信号进行判别的基础上,进一步对有扰动信号利用分类器对扰动事件的模式进行识别。通过实验对所提出的方法进行验证,对600组实验数据进行扰动判别和模式识别,正确的扰动判别率在96%以上,漏报率和误报率在4%以下;正确的模式识别率均在94%以上。
  • [1] Li X, Sun Q, Wo J. Hybrid TDM/WDM-based fiber-optic sensor network for perimeter intrusion detection[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(8):1113-1120. (in Chinese)
    [2] Wang Siyuan, Lou Shuqin, Liang Sheng, et al. Pattern recognition method for distributed disturbance sensing system based on MZ interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8):2613-2618. (in Chinese)
    [3] Zhang Chunxi, Zhong Xiang, Li Lijing, et al. Long-distance intrusion detection system based on phase sensitive light time domain reflectometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):742-746.
    [4] Wang Peng, Lou Shuqin, Liang Sheng, et al. Threshold algorithm for selective average -OTDR distributed fiber perturbation sensing system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3):1003-1007. (in Chinese)
    [5] Lin Wentai, Liang Sheng, Lou Shuqin, et al. A new type of optical fiber distributed vibration sensing system with low false alarm rate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):1845-1848. (in Chinese)
    [6] Liu Jianxia. Research on -OTDR distributed optical fiber sensing monitoring technology[J]. Progress in Laser and Optoelectronics, 2013, 50(8):080021. (in Chinese)
    [7] Wang He, Sun Qizhen, Li Xiaolei. Research progress of interferometric distributed fiber vibration sensing technology[J]. Progress in Laser and Optoelectronics, 2013, 50(2):020004. (in Chinese)
    [8] Li Qin, Zhang Chunxi, Li Lijing. Effect of frequency drift of laser on the accuracy of phase-sensitive optical time-domain reflectometer disturbance[J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(3):0305003. (in Chinese)
    [9] Zhao Enming, Li Entao, Teng Pingping, et al. Integrated nitrite microfluidic fluorescence sensor based on surface open fiber[J]. Optical Precision Engineering, 2015, 23(8):2158-2163. (in Chinese)
    [10] Xu Ning, Dai Ming. Distributed optical fiber temperature and pressure sensor design[J]. Chinese Optics, 2015, 8(4):629-635. (in Chinese)
    [11] Wang Jie, Jia Xinhong. Phase-sensitive time-domain reflectometry based on bidirectional Raman amplification[J]. Acta Physica Sinica, 2013, 62(4):044212.
    [12] Fan Qi. Study on the toxicity of mushrooms based on support vector machine[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2015, 31(19):232-236. (in Chinese)
  • [1] 李丽艳, 范松涛, 周燕.  消光强扰动的相位载波解调算法 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210485-1-20210485-8. doi: 10.3788/IRLA20210485
    [2] 李志辰, 刘琨, 江俊峰, 马鹏飞, 李鹏程, 刘铁根.  光纤周界安防系统的高准确度事件识别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 922002-0922002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0922002
    [3] 付群健, 于淼, 常天英, 张瑾, 罗政纯, 王旭, 刘珉含, 崔洪亮.  相位敏感光时域反射系统模式识别方法综述 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 722001-0722001(14). doi: 10.3788/IRLA201847.0722001
    [4] 孙琪真, 汪静逸, 张威, 向阳, 艾凡, 刘德明.  聚合物封装的纵向微结构光纤分布式压力传感系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 802003-0802003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0802003
    [5] 梁生, 刘腾飞, 盛新志, 娄淑琴, 张克.  基于空间域差分的φ-OTDR光纤分布式扰动传感器定位方法研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 622005-0622005(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0622005
    [6] 王鹏, 娄淑琴, 梁生, 张颜.  选择性平均的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统阈值算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 322003-0322003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0322003
    [7] 崔平, 倪林.  分布式压缩感知联合重构算法 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3825-3830.
    [8] 张晞, 曹巧媛, 李勤, 钟翔, 李立京.  一种新型的光纤相位OTDR系统频漂误差抑制算法的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2150-2155.
    [9] 李勤, 王洪波, 李立京, 梁生, 钟翔.  基于Michelson 干涉仪的光纤分布式扰动传感器 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 205-209.
    [10] 丁秀昕, 张晞, 王洪波, 李立京, 李勤, 钟翔.  调制频率对φ-OTDR 分布式光纤扰动传感系统动态性能的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 210-214.
    [11] 林文台, 梁生, 娄淑琴, 盛新志, 王鹏, 张颜.  一种低误报率的新型光纤分布式振动传感系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1845-1848.
    [12] 李永倩, 马立.  φ-OTDR振动传感系统中的相位模糊问题 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2800-2804.
    [13] 张春熹, 李勤, 李立京, 梁生, 钟翔.  基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3378-3382.
    [14] 杨蔚, 顾国华, 陈钱, 曾海芳, 徐富元, 王长江.  红外偏振图像的目标检测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2746-2751.
    [15] 付小宁, 王洁.  基于三点虚拟圆的被动测距 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3042-3045.
    [16] 刘洪志, 陈宇, 霍富荣, 郑丽芹.  改良型MACH滤波器算法的形变目标识别 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3788-3793.
    [17] 陈宇, 霍富荣, 刘洪志, 郑丽芹.  基于改进MACH算法的畸变目标识别 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4186-4191.
    [18] 王思远, 娄淑琴, 梁生, 陈京惠.  M-Z干涉仪型光纤分布式扰动传感系统模式识别方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2613-2618.
    [19] 吕其英, 李立京, 王洪波, 李勤, 钟翔.  φ-OTDR的分布式光纤扰动传感系统光源参数影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3918-3923.
    [20] 梁生, 盛新志, 娄淑琴, 陈京惠, 董宏辉.  基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1896-1901.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  817
  • HTML全文浏览量:  239
  • PDF下载量:  168
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-05
  • 修回日期:  2016-09-03
  • 刊出日期:  2017-04-25

基于SVM算法的φ-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0422003
    作者简介:

    张俊楠(1990-),男,硕士生,主要从事光纤传感方面的研究。Email:14120040@bjtu.edu.cn

    通讯作者: 娄淑琴(1965-),女,教授,博士,主要从事光纤传感、特种光纤方面的研究。Email:shqlou@bjtu.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(61475016,61575016)

  • 中图分类号: TP219

摘要: 针对相位敏感光时域反射计(-OTDR)分布式光纤扰动传感系统对扰动事件进行有效判别和识别的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的扰动判别和扰动模式识别的方法。通过提取信号时域和频域的平均值、方差、均方差以及信号功率特征,利用二叉树结构建立基于SVM算法的分类器,对扰动进行判别并对扰动模式进行识别。根据传感信号的特征,通过分类器I在对有无扰动信号进行判别的基础上,进一步对有扰动信号利用分类器对扰动事件的模式进行识别。通过实验对所提出的方法进行验证,对600组实验数据进行扰动判别和模式识别,正确的扰动判别率在96%以上,漏报率和误报率在4%以下;正确的模式识别率均在94%以上。

English Abstract

参考文献 (12)

目录

    /

    返回文章
    返回