基于分布式光纤侦听技术的岛礁近岸防卫监测

前言

随着目前国际形势变化多端、境外疫情严竣，不法分子觊觎、刺探、破坏、登陆我国经济岛礁的可能性日益增强。针对高价值岛礁水下防卫工作任务应用需求，应结合岛地理环境状况与配套保障条件，设计水下及岸基防控系统，对其周边重点区域实现任务覆盖，不法分子觊觎、刺探、破坏人工岛，防御蛙人、潜水器入侵及登岛。

岛礁环岛防御建设

我国具有众多岛屿，不少具有很好经济价值及战略意义的的岛屿，由于其特殊性，许多的不法分子觊觎着、刺探、破坏人工岛，其面临着如下的威胁：

◆蛙人登陆袭击

◆蛙人海上袭击

◆冲击舟登陆袭击

◆SDV密封运送器离岛运送蛙人

◆蛙人推进器行进

◆UUV无人潜水器离岛游弋

◆AUV无人潜水器游弋

为了预警国内外不法分子入侵岛礁，将利用光纤振动传感侦听技术（瑞利散射原理），部署光纤防御设备—分布式光纤侦听系统，采用岸基高清网络双光谱摄像头作为补充，为岛礁的周界安防工作提供有效的防护。关于分布式光纤振动传感系统原理，请查阅本人博客：“物联网监测之光纤振动传感器_py_free的博客-CSDN博客_光纤振动传感器”进行了解。

下面来一起探讨建设岛礁环岛防御系统，望有助于践行海岛海防建设有参考和技术复用意义。

岛礁三环防御说明

基于分布式光纤传感技术特点，在岛礁周边建设三道防线（1号、2号、3号），覆盖岸基、浅水区、深水区，每道防线设置有三条有一定间隔的光缆，2条在用、一条备用。在岸基采用高清网络双光谱摄像头联动工作，在水下采用水下高清网络摄像头进行关键区域或盲区安装部署与感知光缆联动工作。

1号环岛光缆预警系统，光缆安装于岩石上或者地埋，不便于埋地光缆采用复土植绒等技术隐蔽，系统可与高清摄像机联动，实现高智能的自动监控系统。智能识别分析，可以给出防范范围、入侵事件性质、（人、动物）、事件位置（精度100米），通过与高清摄像系统联动工作，及时判断事件及报警，设备运行中不影响警戒线附近人员的正常活动。

2号浅水光缆预警系统，安装于离人工岛距离30米至40米范围，离海平面10米左右，防御范围为光纤上左右各约10米宽的海域形成防御墙。可以分辨入侵事件位置并锁定移动物体，对机动小艇、小型潜行器、蛙人等移动物体的侵入进行报警。

3号深海光缆预警系统，安装于离人工岛距离80米至120米，离海平面约30~40米。防御范围为光纤上左右各约40米宽的海域形成防御墙，可以分辨入侵事件性质、事件位置（精度300米），对潜伏器、推进器、船只、代推进器的蛙人的侵入进行预警。

岸基沿人工岛周边部署高清网络双光谱视频监控，分布式光纤侦听系统与高清摄像头形成联动，在光纤侦听系统发现异常时，推送异常发生位置点，联动摄像对该位置水面或岸基区域进行跟踪监测。

光纤侦测光缆敷设

敷设好的传感光缆，可以用声源船进行位置校验，使之系统定位精度在100米之内。所以传感光缆敷设简单无需专业船，只用普通船即可，光缆敷设时有误差或者海流将其移动，完全可以依靠后期的校验。光缆采用低成本设计，一旦光纤断裂可以用冷接技术进行修复，无需专业的人士及昂贵的设备。

采用4通道光纤侦听主机，牵引3通道光缆（两条在用、一条备用），环岛盘旋部署3道防御圈，构建海底围栏，每个防御圈有多条监测光缆实现入侵感知。

分布式光纤传感水下应用优势

传感光缆在海底沿着岛周边部署，主机支持插卡式多通道监测端口，单通道可达50Km长的光缆监测，1米空间定位精度以及1Hz~10KHz的频率识别范围。登记的船只（有声谱）在出入人工岛不会报警，作业的蛙人在挂上识别器后也不会报警，但是侦测系统记录其运行轨迹。非登记的船只，及水下外来物体包括蛙人，一旦接近传感光缆，系统会发出报警及给出定位。对于鱼群及海豚，经过事件学习，系统可以屏蔽其报警。

分布式光纤侦听检测平台可监测环网（双通道）100Km，直线50Km的传感光缆中，对所防护的设施或场所，进行全程范围的长距离、全天候、预警为主的7*24小时智能监控，能即时发现入侵行为。

分布式光纤侦听，在水下监控预警方面，能实现良好的监控与预警管理。在应用特性上，初步判断如下：

A、无供电要求、可采集：光纤作为传感器，水下特殊事件能够正常采集和感知。

B、衰耗小、监听截面大：海水作为波密介质，水下声波的传播损耗小于空气等波疏介质，监听截面半径大。

C、环境简单：水下介质单一，密度一致，系统对水下各种波的采集，包括声波的采集和还原，将具备更优结果。

D、监听距离远：可在不断纤的前提下，实现单通道直线50km的数据采集，环网可达100公里的监测距离。

E、智能学习训练实现海浪杂波可屏蔽及被动感知不伤害鱼群及海豚。

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