基于1DCNN的ΦOTDR地埋光纤振动事件分类方法
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作者:
作者单位:

(1.汕头大学 工学院 广东省数字信号与图像处理技术重点实验室,广东 汕头 515063; 2. 江西应用技术职业学院,江西 赣州 341000)

作者简介:

施羿(1990-),男,讲师,主要从事分布式光纤传感技术 研究和智能分类算法和深度卷积神经网络等方向的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学青年基金(61801283) 和汕头大学科研启动基金(NTF18007)资助项目 (1.汕头大学 工学院广东省数字信号与图像处理技术重点实验室,广东 汕头 515063; 2. 江西应用技术职业学院,江西 赣州 341000)


Buried fiber vibration event classification method based on 1D-CNN for Φ-OTDR
Author:
Affiliation:

(1.Shantou University,School of engineering,Guangdong Provincial Key Laborato ry of Digital Signal and Image Processing,Shantou 515063,China; 2.Jiangxi Colleg e of Applied Technolgy,Ganzhou 341000,China)

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    摘要:

    OTDR分布式光纤传感系统在 安全监测领域应用 广泛,其关键的任务是振动事件的 类型识别。传统的模式识别方法的识别率和鲁棒性都不够理想,而基于深度学习的方法能自 发从数据提取特征并完成分类,准确率和适应性都更好。相比二维卷积神经网络(2D-CNN) , 一维卷积神经网络(1D-CNN)的网络大小和训练速度均更有优势,本文以LeNet-5为基准 网 络,实现了基于1D-CNN的Φ-OTDR地埋光纤检测振动事件分类,并通过 实验法对比分析了 不 同结构超参数对识别效果的影响,选取最优参数构建LeNet-1D-V网络。实验结果显示,本 文 构建的LeNet-1D-V在5种类别的地埋光纤振动事件分类中,将分类准确率从92.3%提升至94.6%,为多事件类型的地埋光纤事件分类研究 提供了参考依据。

    Abstract:

    OTDR distr ibuted optical fiber sensing system is widely used in the field of safety monitoring,and its key task is to identify the type of vibrati on event.The recognition rate and robustness of traditional pattern recognition methods are not sufficient enough.Deep learning can extract features and reali ze classification spontaneously,with better accuracy and adaptability.Compared with the two-dimensional convolutional neural network (2D-CNN),the one-dimen si onal convolutional neural network (1D-CNN) has smaller net size and faster trai n ing speed.Set LeNet-5as the baseline network,this paper attained to classify the vibration events for Φ-OTDR with buried sensing fi ber which based on 1D-CNN .In addition,the optimal parameters to construct a LeNet-1D-V network was se le cted by comparing the influence of different structural hyperparameters on recog nition accuracy.The experiment results show that the LeNet-1D-V constructed i n this paper improves the classification accuracy rate from 92.3% to 94.6% in the classification of 5types of buried fiber vibration events,which provides a fou ndation for the classification of multiple event types detected by buried fiber.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

罗天林,王砾苑,施羿.基于1DCNN的ΦOTDR地埋光纤振动事件分类方法[J].光电子激光,2020,31(9):955~964

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  • 收稿日期:2020-01-09
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  • 在线发布日期: 2020-11-10
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