AI驱动的分布式声波安防系统

当前，我国基础设施建设持续加快，长距离输电电缆、通信光缆、油气输送管道等关键线路广泛延伸；园区、工业厂区、变电站、数据中心及监管场所等重点区域的安全防护需求日趋增强。与此同时，各类安全威胁频发：管线常因施工开挖、机械碾压或人为破坏而受损；周界区域频繁出现非法闯入、攀爬越界、内部异常侵入等行为，严重危及公共安全与资产安全。

行业权威统计表明，全国每年超60%的管线故障由外力破坏引发，直接经济损失逾百亿元；部分重大事故还会诱发停电、通信中断、燃气泄漏等连锁风险；在周界入侵事件中，70%以上因预警滞后导致损失扩大，极大削弱应急响应能力。

传统安防与防外破手段已显乏力，难以满足当前高密度、全时段、立体化防护要求：

l人工巡检效率低、覆盖面窄，无法实现全天候实时监控，多为事后补救式响应；

l红外对射、泄漏电缆等设备易受雨雾、温度变化、电磁干扰影响，误报率高，小动物活动、强风或暴雨均可能触发虚假告警；

l常规视频监控存在视觉盲区，且高度依赖人工盯防，缺乏主动预警能力，仅适用于事件回溯。

在此形势下，融合AI人工智能技术的分布式声波传感（DAS）系统应运而生，构建起具备远距离覆盖、全域分布式感知、毫秒级精准定位、极低误报率的一体化智能安防体系，成为应对多类场景安全挑战、保障核心设施与重点区域稳定运行的关键路径。

分布式声波振动传感（DAS）技术，将普通通信光缆升级为全域感知神经网络；系统采用高相干激光源，光信号在光纤中传播时产生瑞利散射；当外界振动作用于光纤某点，通过弹光效应引起局部折射率与长度微变，从而改变该处散射光的相位与强度特征。

通过比对振动前后瑞利散射光信号差异，结合光时域反射（OTDR）原理，高速采集并分析回波时间，即可完成振动事件的识别与亚米级定位。相较传统干涉型方案，本技术仅需单芯单模光纤即可运行，支持多事件并发识别与定位，灵敏度极高，最大探测距离达100公里，定位精度区间为0.4米至25米。

DAS原理图

通常选用定制螺旋钢管铠装振动光缆，外层为不锈钢护套+凯夫拉增强填充，兼具抗拉、抗压性能，同时确保光纤对微弱振动的高响应性，适配复杂野外、地下及高危作业环境。（注：具体项目选型需结合实际工况进一步评估）

依据不同防护目标，灵活采用差异化敷设策略：

l长距离管线防护：沿管线走向平行埋设光纤，埋深与管线一致，并在枢纽节点增补布点，形成纵深传感网络；

l周界安防布防：将光纤紧贴围栏安装，或沿周界地表下埋设，同步捕捉围栏震动与地面扰动信号；

l声音信号还原：可对光纤任意1米区段进行声波振动还原，频率分辨率达±1Hz，最高响应频宽达50kHz；整条光纤即构成分布式“光纤麦克风阵列”，每米均为独立声振采集单元，实时解调并还原原始声音；

l多通道报警机制：兼容中心端声光告警、短信即时推送、管理平台消息提醒等多种方式，确保预警信息第一时间触达责任人；

l智能设备联动：告警触发后，自动调度邻近视频摄像头或无人机聚焦事发位置，并可同步启动照明、语音广播等装置，实现远程威慑与干预；

l态势动态可视化：依托GIS地理信息系统或实景地图，实时呈现各监测段运行状态，报警点位精准落图，安全态势一目了然；

lAI事件智能识别：自动判别挖掘作业、撞击冲击、人员步行、翻越围栏等典型行为，完整记录事件发生时间、空间坐标与类型标签；

l结构化数据管理：支持海量监测数据长期存储与条件检索，可按时间、区域、事件类别开展统计分析，并支持声纹回放功能，辅助安全管理决策；

l超低误报控制：基于深度学习算法提取振动特征谱，系统可自主区分自然干扰（风雨、小动物、车辆通行）与真实威胁（剪网、攀爬、非法滞留），整体误报率低于1%。

主机设备参数特性表

DAS-UL10(30)

Lite简化版

DAS-UL10(50)

Pro升级版

DAS-UL10(70)

Plus+定制型

最大测量距离

30km/通道

50km/通道

70-100km/通道

AI算力模型

标准型

升级型

定制型

设备类型

相干相位检测型

光纤类型

纤芯类型：单模光纤9um/125um

纤芯数量、外护套尺寸与材料特性根据工程应用场景配套

测量通道数

可选购1/2/4通道，并行实时同步采集，无时间盲区（非光开关切换轮询方式）

采样间隔

0.4m/1m/2m/5m可设置

定位精度

0.4m-25m可设置（取决于工程应用场景）

报警响应时间

≤3秒

相位解调精度

0.1rad（典型值）

声音还原功能

有

振动解调频率精度

频率精度±1HZ

振动解调频率范围

1HZ-50KHZ（取决于光纤长度）

内置平台

无内置AI智能解调平台，需外置独立AI人工智能硬件平台，详细参考“AI人工智能软件硬件平台典型配置”

工作电压

DC24V，平均功耗约10W（长距离以及多通道影响功耗）

通信接口

1路RJ45(千兆以太网)与AI智能训练平台通信

扫描频率

可根据光纤长度设置（30km@3.3khz，50km@2khz，70km@1.2khz，100km@1khz）

协议支持

自定义相位传输协议与AI人工智能平台通信

光纤接头

E2000防尘自锁接头，可定制FC/APC

激光安全等级

CLASS 1

操作温度

-10℃-50℃

存储温度

-20℃-70℃

尺寸（W×D×H）

260mm×234mm×52.2mm

重量

7KG

附检测报告：

六、方案优势

l强环境适应性：光纤本身抗电磁、耐腐蚀，可在高温、高湿、强干扰等严苛环境中长期稳定运行，适用于电力、石化等特殊行业；

l资源高效复用：可利旧现有电力、通信网络中的闲置光纤资源，避免重复布线，显著压缩部署成本与施工周期；

l本质安全可靠：传感光纤为无源器件，无电火花、无辐射、不燃不爆，可在易燃易爆等高危场所安全部署；

l统一平台防护：单套系统兼顾管线防外破与周界入侵防控双重任务，实现一体化智能安防，减少多系统集成带来的运维负担与管理冗余。

泰国军用机场安防

国网电力安全监测

城市管网安全监测

西气东输管线安全监测

航天科工院内安全监控

其他应用领域