四:项目简介 本项目属于信息技术领域。 国家核心区域及重大基础设施的安全是国家经济与社会持续发展、维护国家安全 和政权稳定的保障,发展先进可靠的安全监测技术,需求迫切、意义重大。分布 式光纤振动传感技术能够对光纤沿线外界扰动进行连续感知和精确定位,克服了 常规监测技术难以长距离连续监测的弊端,在传感探测距离、事件精确定位、环 境适应性等方面具有不可替代的优势,但面临一系列难题,如振动探测的非线性、 非定量,信号解调的衰落噪声、低带宽、低空间分辨率,复杂场景下安全事件难 以准确识别等。本项目在国家自然科学基金、863计划等项目的支持下,围绕上 述关键技术难题进行了持续攻关,取得了以定量化测量能力为核心的分布式光纤 振动传感技术的突破,并开拓了其重大安全监测应用,主要发明点如下 发明了基于瑞利散射信号相位提取的定量化分布式光纤振动传感技术。提出了 基于数字相干检测的相敏光时域反射计技术,通过对光纤瑞利散射信号进行分布 式相位提取,使分布式光纤振动传感具备了振动信号的定量测量能力,实现了振 动信号波形的精准恢复,突破了传统强度探测技术只能定性检测的瓶颈。 发明了基于超低噪声精准调频传感光源的高性能振动信号解调技术。发明了基 于髙阶边带注入锁定技术的超低噪声精准频率调谐传感光源技术,实现了高稳定、 高带宽、高空间分辨率的振动信号解调。从根本上解决了相干衰落对解调稳定性 影响的难题;突破了最大测量距离与测量带宽的相互制约,实现了Mz量级的 高测量带宽,将距离带宽积提升100倍;突破了最大测量距离与空间分辨率的相 互制约,在无光中继距离75km下实现了优于1m的空间分辨率, 发明了多维度综合分析与事件识别技术。提出了基于多维特征的信号分析与事件 识别技术,开发了相应的实时处理软件,解决了复杂场景下安全事件的快速准确 智能识别问题,为国家核心区域和重大基础设施的实际安全监测应用奠定了基础。 本项目获授权发明专利26项,实用新型专利21项,软件著作权10项,制定国 家标准1项、国家公共安全行业标准1项;发表论文76篇,作特邀报告13篇: 出版中英文学术专著各1部。项目获得2016年上海市技术发明奖一等奖及第十 九届中国专利优秀奖。国家科技査新机构的科技査新结论指出:"该项目整体技 术达到国际先进水平,其中基于相位解调的振动信号定量化探测技术及其实际安 防应用技术居国际领先地位"。 项目成果成功实现产业化,近三年来共取得直接经济效益1.23亿元人民币,项 目产品成功进入国际市场。项目成果近年来已应用到多项重大基础设施的安全监 测上,包括高速铁路、中石油西气东输油气管线、国网海底电缆等。同时,项目 成果还成功应用于国家核心要害区域的安防工程中,为国家核心要害区域的安全 保卫提供了先进可靠的技术手段,意义重大。本项目实现了国际领先水平的重大 突破和创新,在光纤传感技术领域起到了引领作用,社会效益和经济效益显著
四:项目简介 本项目属于信息技术领域。 国家核心区域及重大基础设施的安全是国家经济与社会持续发展、维护国家安全 和政权稳定的保障，发展先进可靠的安全监测技术，需求迫切、意义重大。分布 式光纤振动传感技术能够对光纤沿线外界扰动进行连续感知和精确定位，克服了 常规监测技术难以长距离连续监测的弊端，在传感探测距离、事件精确定位、环 境适应性等方面具有不可替代的优势，但面临一系列难题，如振动探测的非线性、 非定量，信号解调的衰落噪声、低带宽、低空间分辨率，复杂场景下安全事件难 以准确识别等。本项目在国家自然科学基金、863 计划等项目的支持下，围绕上 述关键技术难题进行了持续攻关，取得了以定量化测量能力为核心的分布式光纤 振动传感技术的突破，并开拓了其重大安全监测应用，主要发明点如下： 发明了基于瑞利散射信号相位提取的定量化分布式光纤振动传感技术。提出了 基于数字相干检测的相敏光时域反射计技术，通过对光纤瑞利散射信号进行分布 式相位提取，使分布式光纤振动传感具备了振动信号的定量测量能力，实现了振 动信号波形的精准恢复，突破了传统强度探测技术只能定性检测的瓶颈。 发明了基于超低噪声精准调频传感光源的高性能振动信号解调技术。发明了基 于高阶边带注入锁定技术的超低噪声精准频率调谐传感光源技术，实现了高稳定、 高带宽、高空间分辨率的振动信号解调。从根本上解决了相干衰落对解调稳定性 影响的难题；突破了最大测量距离与测量带宽的相互制约，实现了 MHz 量级的 高测量带宽，将距离带宽积提升 100 倍；突破了最大测量距离与空间分辨率的相 互制约，在无光中继距离 75 km 下实现了优于 1 m 的空间分辨率。 发明了多维度综合分析与事件识别技术。提出了基于多维特征的信号分析与事件 识别技术，开发了相应的实时处理软件，解决了复杂场景下安全事件的快速准确 智能识别问题，为国家核心区域和重大基础设施的实际安全监测应用奠定了基础。 本项目获授权发明专利 26 项，实用新型专利 21 项，软件著作权 10 项，制定国 家标准 1 项、国家公共安全行业标准 1 项；发表论文 76 篇，作特邀报告 13 篇； 出版中英文学术专著各 1 部。项目获得 2016 年上海市技术发明奖一等奖及第十 九届中国专利优秀奖。国家科技查新机构的科技查新结论指出："该项目整体技 术达到国际先进水平，其中基于相位解调的振动信号定量化探测技术及其实际安 防应用技术居国际领先地位"。 项目成果成功实现产业化，近三年来共取得直接经济效益 1.23 亿元人民币，项 目产品成功进入国际市场。项目成果近年来已应用到多项重大基础设施的安全监 测上，包括高速铁路、中石油西气东输油气管线、国网海底电缆等。同时，项目 成果还成功应用于国家核心要害区域的安防工程中，为国家核心要害区域的安全 保卫提供了先进可靠的技术手段，意义重大。本项目实现了国际领先水平的重大 突破和创新，在光纤传感技术领域起到了引领作用，社会效益和经济效益显著
五:客观评价 一)知识产权与获奖 该项目成果在分布式光纤振动传感相关领域中拥有一批自主知识产权,获得授权发 明专利26余项,实用新型专利21项,软件著作权10项,共计57项 本项目成果获“2016年上海市技术发明奖一等奖”,技术发明点1中的主要发明专利 “分布式光纤传感器及信息解调方法获得“第十九届中国专利优秀奖”。 以3项技术发明点为主要支撑的学术专著《 Fundamentals of Optical Fiber Sensors》 由美国WLEY出版社出版,是我国在光纤传感领域的第一本系统性英文原著;其 中文版《光纤传感器基础》入选“十二五国家重点图书出版规划项目 二)国家标准与测试认证 通过分布式振动传感技术领域的率先性工作,参与制定了中华人民共和国国家标准 物联网总体技术智能传感器接口规范”1项(GB/T34068-2017)及国家公共安 全行业标准“光纤振动入侵探测器技术要求”1项(GAT1217-2015),2015年 发布。 分布式振动传感系列产品通过了2项计量测试认证、国家强制性产品认证及中国安 全技术防范产品强制性认证,满足了在电力、石化、重点区域安防等领域的行业要 求 分布式振动传感系列产品作为中国安全防范产品行业协会推荐的“平安城市”建设 优秀安防产品,获得了“中石油物资供应商准入证”及“华为认证Sv技术合作伙伴 证书”。 三)国家科技查新机构对本项目成果的科技查新结论 本项目成果经中国科学院上海科技査新咨询中心査新,查新结论为: 未见有项目方提出采用分布式相位测量技术,实现对扰动信息的定量化探测 技术的出版物公开报道。因此,该项目具有新颖性和重要应用价值,社会效益 和经济效益显著。该项目核心技术已获得多项发明专利授权,形成自主知识产 权 项目整体技术达到了国际先进水平,其中基于相位解调的振动信号定量化探测 技术及其实际安防应用技术居国际领先地位”。 四科技成果技术评审结论 承担的“铁路沿线安全光纤综合监测系统”通过了上海铁路局组织的科技成果技术 评审会。评审意见中,以范滇元院士为主任的评审委员会一致认为:“该系统设计 合理,技术先进、信息安全、实用性强,达到国际先进水平。其中,利用铁路既有 光缆实现铁路沿线综合安全监测属国际首创,根据中国科学院上海科技查新咨询中 心的《科技项目水平报告》,居国际领先地位 五)本项目成果被国内外学术界广泛承认和重点引用的示例 本项目分布式振动传感技术及其重要安防应用研究成果在国内外本领域著名期刊 及学术会议上发表论文76篇,得到国内外同行学术界的高度认可,如 IEEE和OSA学士、瑞士联邦洛桑理工学院(EPFL) Luc thevenaz教授研究组多 次引用本项目的研究工作,高度肯定了申请人在该领域的首创性贡献:2016年第六 届欧洲光纤传感论坛的报告开篇大篇幅引用本项目所建立的瑞利散射干涉模型(全 文引用3处);在他指导的博士研究生学位论文的核心章节中引用本项目所建立的 瑞利散射干涉模型和相干衰落理论作为硏究的依据,分别在理论推导、仿真计算和
五:客观评价 一)知识产权与获奖 该项目成果在分布式光纤振动传感相关领域中拥有一批自主知识产权，获得授权发 明专利 26 余项，实用新型专利 21 项，软件著作权 10 项，共计 57 项。 本项目成果获“2016 年上海市技术发明奖一等奖”，技术发明点 1 中的主要发明专利 “分布式光纤传感器及信息解调方法”获得“第十九届中国专利优秀奖”。 以 3 项技术发明点为主要支撑的学术专著《Fundamentals of Optical Fiber Sensors》 由美国 WILEY 出版社出版，是我国在光纤传感领域的第一本系统性英文原著；其 中文版《光纤传感器基础》入选“十二五”国家重点图书出版规划项目。 二)国家标准与测试认证 通过分布式振动传感技术领域的率先性工作，参与制定了中华人民共和国国家标准 ——“物联网总体技术智能传感器接口规范”1 项（GB/T 34068-2017）及国家公共安 全行业标准——“光纤振动入侵探测器技术要求” 1 项（GA/T 1217-2015），2015 年 发布。 分布式振动传感系列产品通过了 2 项计量测试认证、国家强制性产品认证及中国安 全技术防范产品强制性认证，满足了在电力、石化、重点区域安防等领域的行业要 求。 分布式振动传感系列产品作为中国安全防范产品行业协会推荐的“平安城市”建设 优秀安防产品，获得了“中石油物资供应商准入证”及“华为认证 ISV 技术合作伙伴 证书”。 三)国家科技查新机构对本项目成果的科技查新结论 本项目成果经中国科学院上海科技查新咨询中心查新，查新结论为： “未见有项目方提出采用分布式相位测量技术，实现对扰动信息的定量化探测 技术的出版物公开报道。因此，该项目具有新颖性和重要应用价值，社会效益 和经济效益显著。该项目核心技术已获得多项发明专利授权，形成自主知识产 权。 项目整体技术达到了国际先进水平，其中基于相位解调的振动信号定量化探测 技术及其实际安防应用技术居国际领先地位”。 四)科技成果技术评审结论 承担的“铁路沿线安全光纤综合监测系统”通过了上海铁路局组织的科技成果技术 评审会。评审意见中，以范滇元院士为主任的评审委员会一致认为：“该系统设计 合理，技术先进、信息安全、实用性强，达到国际先进水平。其中，利用铁路既有 光缆实现铁路沿线综合安全监测属国际首创，根据中国科学院上海科技查新咨询中 心的《科技项目水平报告》，居国际领先地位。”。 五)本项目成果被国内外学术界广泛承认和重点引用的示例 本项目分布式振动传感技术及其重要安防应用研究成果在国内外本领域著名期刊 及学术会议上发表论文 76 篇，得到国内外同行学术界的高度认可，如： IEEE 和 OSA 学士、瑞士联邦洛桑理工学院 (EPFL) Luc Thévenaz 教授研究组多 次引用本项目的研究工作，高度肯定了申请人在该领域的首创性贡献：2016 年第六 届欧洲光纤传感论坛的报告开篇大篇幅引用本项目所建立的瑞利散射干涉模型（全 文引用 3 处）；在他指导的博士研究生学位论文的核心章节中引用本项目所建立的 瑞利散射干涉模型和相干衰落理论作为研究的依据，分别在理论推导、仿真计算和