本文關(guān)鍵詞：基于光纖干涉技術(shù)的機(jī)場(chǎng)周界報(bào)警模式識(shí)別研究

  更多相關(guān)文章： 機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警 虛警率 Mach-Zehnder干涉 特征提取 模式識(shí)別

【摘要】：目前,中國(guó)機(jī)場(chǎng)多數(shù)依靠鐵絲網(wǎng)護(hù)欄警戒,僅有少許的機(jī)場(chǎng)使用周界預(yù)警系統(tǒng),機(jī)場(chǎng)周界的安全主要依賴人為巡邏檢查,這不僅消耗人力而且存在諸多不安全因素�，F(xiàn)有圍界系統(tǒng)多采用紅外、微波、泄露電纜等技術(shù),但檢測(cè)距離有限且嚴(yán)重受環(huán)境影響。為解決上述問(wèn)題,本課題組研制了一套適用于大范圍的機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng),其利用抗干擾能力強(qiáng)、高穩(wěn)定性、耐腐蝕的光纖作為傳感器,采用靈敏度高的Mach-Zehnder干涉技術(shù),使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控,適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、無(wú)需供電等優(yōu)點(diǎn)。本文以降低機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng)的虛警率為目標(biāo),開(kāi)展了系統(tǒng)報(bào)警模式識(shí)別算法的研究,根據(jù)系統(tǒng)輸出報(bào)警信號(hào)的非平穩(wěn)特性,提出了基于總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)的模式識(shí)別與基于零導(dǎo)數(shù)處的識(shí)別方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證了各方法的有效性。本文針對(duì)機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng)展開(kāi)了研究,主要從如下幾方面進(jìn)行工作:1、組建機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng),并于2014年在天津空港某周界區(qū)域試運(yùn)行。該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行正常,經(jīng)過(guò)不定期測(cè)試采集不同類的報(bào)警信號(hào),同時(shí)也證明該系統(tǒng)對(duì)周界擾動(dòng)事件具有良好的預(yù)警和定位能力。2、分析了干涉型光纖振動(dòng)傳感器原理,理論分析出報(bào)警信號(hào)特性:擾動(dòng)行為產(chǎn)生的外力與信號(hào)相位成正比。為尋找系統(tǒng)產(chǎn)生虛警的原因,理論分析系統(tǒng)虛警的機(jī)理,通過(guò)模塊化分析系統(tǒng)每部分產(chǎn)生虛警的數(shù)學(xué)模型。3、提出了基于EEMD的識(shí)別方法,詳細(xì)說(shuō)明EEMD的理論運(yùn)算及方法流程。同時(shí)引入EEMD能量熵概念,用其排除非入侵?jǐn)_動(dòng)的影響,然后提取報(bào)警信號(hào)的峭度特征,利用雙重支持向量機(jī)逐層識(shí)別。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法有效的識(shí)別報(bào)警信號(hào),提高了系統(tǒng)的報(bào)警率,降低了虛警率。4、提出了基于零導(dǎo)數(shù)處的識(shí)別方法,詳細(xì)推導(dǎo)零導(dǎo)數(shù)處報(bào)警信號(hào)與頻率的關(guān)系。該方法從時(shí)頻特征特點(diǎn)著手,提取典型特征,利用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法正確識(shí)別率高、運(yùn)算時(shí)間短,有效提高了系統(tǒng)性能。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警 虛警率 Mach-Zehnder干涉 特征提取 模式識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V351.3;TP391.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 周界安防系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 光纖周界系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究目的和意義12-13
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 基于光纖干涉技術(shù)的機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警理論分析15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 干涉型光纖振動(dòng)傳感器機(jī)理15-20
• 2.2.1 相位調(diào)制機(jī)理15-16
• 2.2.2 M-Z型振動(dòng)傳感器結(jié)構(gòu)及傳感原理16
• 2.2.3 外力影響的理論分析16-20
• 2.3 機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng)虛警原因分析20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 基于EEMD的機(jī)場(chǎng)周界報(bào)警信號(hào)識(shí)別方法22-33
• 3.1 引言22
• 3.2 基于EEMD的識(shí)別方法22-29
• 3.2.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解22-24
• 3.2.2 總體平均經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解24-26
• 3.2.3 EEMD能量熵26-28
• 3.2.4 特征提取28-29
• 3.3 支持向量機(jī)29-31
• 3.3.1 支持向量機(jī)原理30-31
• 3.3.2 支持向量機(jī)的識(shí)別分類31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第四章 基于零導(dǎo)數(shù)處機(jī)場(chǎng)周界報(bào)警信號(hào)的識(shí)別方法33-40
• 4.1 引言33
• 4.2 零導(dǎo)數(shù)處的特征提取33-36
• 4.2.1 零導(dǎo)數(shù)處信號(hào)分析33-35
• 4.2.2 特征提取35-36
• 4.3 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)36-39
• 4.3.1 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理36-38
• 4.3.2 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別分類38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第五章 機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試40-45
• 5.1 引言40
• 5.2 機(jī)場(chǎng)周界預(yù)警系統(tǒng)搭建40-41
• 5.3 信號(hào)的采集、處理及結(jié)果分析41-44
• 5.4 本章小結(jié)44-45
• 第六章 總結(jié)與展望45-47
• 6.1 總結(jié)45-46
• 6.2 下一步研究建議46-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 致謝51-53
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文53

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