一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统的制作方法

本实用新型涉及水域安全防护技术领域，具体涉及一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统。

背景技术：

国际及周边地区形势的演变、国内反恐形势的发展都对濒海、濒江重要水域、重要设施的安全防范、安保工作提出了更高的要求，同时在国内、国际各种大型活动中，对重要水域、濒水设施的安全防范、安保工作提出了更高的要求，这其中水面水下的安保由于部署环境的复杂性、入侵目标探测处置的高难度等，其受敌我双方的重视程度日益提升。

重要设施的安全防范或安保，除要求实现对目标的探测外，还要求实现对目标的阻拦、延迟(迟滞)，为后续的快速反应和处置提供足够的时间，防止入侵目标袭扰或破坏行动的达成。

在水面水下安保系统部署中，水面水下拦阻系统或装置除了拦阻水面快艇的冲击外，难度更大的是拦阻水下的蛙人、潜器、水雷等小型、静默型目标，而此时水下拦阻网是其中的关键组成部分，其作为实体栅栏(屏障)或是部署在要地水域的最外层形成第一道防线，或是部署在最内层贴近保护目标(如舰艇)形成最后一道防线。另外，水下拦阻网也可以单独成系统、装置，用于拦阻水下目标。

现有的拦阻网或拦阻装置，将绳索编制而成的网设于水域两岸之间，在一定程度上可以拦阻水下入侵目标，但是，由于水下活动的隐蔽性以及现有防御武器的局限性，当出现蛙人等切割、抬起水下拦阻网等情况时，并不能有效地判断并及时进行拦截，也不能对入侵目标进行定位。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统，能够对入侵位置进行定位并及时报警。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统，其包括：

多个沿水平方向依次排布的水下拦阻网单元，所述水下拦阻网单元包括水下拦阻网和设于所述水下拦阻网底端的配重，所述水下拦阻网为通过光纤编织而成的网；相邻两个所述水下拦阻网之间通过第一连接组件连接；

监测子系统，其与所述水下拦阻网相连，其用于向所述水下拦阻网发送光信号、监测所述水下拦阻网中光信号的状态变化以及根据光信号的状态变化，判断所述水下拦阻网是否受到入侵，当判断为所述水下拦阻网受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

进一步地，所述水下拦阻网为通过一根光纤编织而成的网，相邻两个水下拦阻网的光纤之间通过光纤续接器相连。

进一步地，相邻两个所述水下拦阻网互相靠近的一端均自上而下依次设有多个连接环，相邻两个所述水下拦阻网上的连接环自上而下依次交错布置；

所述第一连接组件包括连接绳，所述连接绳一端自上而下穿过相邻两个所述水下拦阻网互相靠近的一端上的连接环并与该连接绳的另一端相连或均被固定。

进一步地，所述第一连接组件还包括锁紧机构，所述连接绳两端均锁紧于所述锁紧机构上。

进一步地，所述配重包括锚、压载条、注水压载浮筒中的至少一种。

进一步地，所述水下拦阻网单元还包括收放装置，所述收放装置通过起吊索与所述配重相连，并用于提升或下放所述水下拦阻网。

进一步地，所述水下拦阻网顶部设有用于与水上机构相连的第二连接组件。

进一步地，所述水上机构包括钢索、浮球、拦阻装置中的至少一种。

进一步地，所述监测子系统包括：

脉冲光源发射器，其与所述水下拦阻网相连，其用于向所述水下拦阻网发送光信号；

光纤振动监测单元，其与所述水下拦阻网相连，其用于监测所述水下拦阻网中光信号的状态变化；

综合处理显控单元，其与所述光纤振动监测单元和所述脉冲光源发射器相连，其用于控制所述脉冲光源发射器发送光信号，以及根据所述水下拦阻网中光信号的状态变化，判断所述水下拦阻网是否受到入侵，当判断为所述水下拦阻网受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

本实用新型提供了一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统，其包括：

一个水下拦阻网单元，所述水下拦阻网单元包括水下拦阻网和设于所述水下拦阻网底端的配重，所述水下拦阻网为通过光纤编织而成的网；

监测子系统，其与所述水下拦阻网相连，其用于向所述水下拦阻网发送光信号、监测所述水下拦阻网中光信号的状态变化以及根据光信号的状态变化，判断所述水下拦阻网是否受到入侵，当判断为所述水下拦阻网受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型通过多个水下拦阻网的模块化拼接、闭合，布放沉底后，可以实现围绕受保护物或受保护区域的水下部署，实现相关水域的水下区域性完整封闭，将水下入侵目标拦阻隔离在连续部署的水下拦阻网以外，当有入侵目标入侵时，监测子系统可以到监测水下拦阻网的光信号状态变化并根据光信号状态变化判断水下拦阻网是否受到入侵，当判断为水下拦阻网受到入侵时进行入侵位置定位和报警，从而提高阻拦效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的防止水下入侵的安全防护拦阻系统示意图；

图2为本实用新型实施例提供的防止水下入侵的安全防护拦阻系统安置于防波堤的示意图。

图中：1、水下拦阻网单元；10、水下拦阻网；11、配重；12、第一连接组件；120、连接绳；121、锁紧机构；13、连接环；14、收放装置；140、起吊索；15、光纤续接器；16、第二连接组件；17、卡扣；2、监测子系统；20、光纤振动监测单元；21、脉冲光源发射器；22、综合处理显控单元；23、光纤网络汇聚单元。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统，其包括水下拦阻网单元1和监测子系统2，根据水域两侧防波堤之间的距离，可以采用一个水下拦阻网单元1或多个水下拦阻网单元1；本实施例采用多个水下拦阻网单元1，多个水下拦阻网单元1沿水平方向一个接一个依次排布，水下拦阻网单元1包括水下拦阻网10和设于水下拦阻网10底端的配重11，使用时，水下拦阻网10顶部连接在水上机构上，比如钢索、浮球、拦阻装置等等，配重11的作用是将水下拦阻网10的底端压载在水域的底部，形成一个封闭环境，防止水下入侵目标从水下拦阻网10底部通过。

水下拦阻网10为通过光纤编织而成的网，是一种传感光纤，如图1所示，本实施例中是通过内嵌编织的微细光纤水密缆或水密微细信号缆通过经纬十字交叉的编织形式或卡扣17搭接固定的形成经过经纬编织形成的网，水下拦阻网10宽度9m(可以10米-15米，根据实际要求)、深度10m(几米至几十米，根据海底深度决定)；相邻两个水下拦阻网10之间通过第一连接组件12连接进行扩展和形成封闭整体，防止水下入侵目标从两个水下拦阻网10之间入侵。

参见图1所示，监测子系统2与水下拦阻网10相连，即水下拦阻网10的光纤连接到监测子系统2上，监测子系统2向水下拦阻网10发送光信号并监测水下拦阻网中光信号的状态变化，当水下拦阻网10的光纤受到入侵(触碰、切断、被抬起等等)时，监测子系统2可以到监测水下拦阻网10中光信号的状态变化，并根据光信号的状态变化来判断水下拦阻网10是否受到入侵，当判断为水下拦阻网10受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

本实用新型通过多个水下拦阻网10的模块化拼接、闭合，布放沉底后，可以实现围绕受保护物或受保护区域的水下部署，实现相关水域的水下区域性完整封闭，将水下入侵目标拦阻隔离在连续部署的水下拦阻网10以外，当有入侵目标入侵时，监测子系统2可以到监测水下拦阻网10中光信号的状态变化并根据光信号的状态变化判断水下拦阻网10是否受到入侵，当判断为水下拦阻网10受到入侵时进行入侵位置定位和报警，从而提高阻拦效率。

本发明实施例提供的防止水下入侵的安全防护拦阻系统主要包括水下拦阻网单元1和监测子系统2，水下拦阻网单元1的数量根据实际需要确定，本发明采用模块化设计，多片拼接闭合处理、沉底压载防止抬起穿越，能够根据实际的需要进行区域化的水面水下完整封闭，并能够灵活调整部署长度。

水下拦阻网的表面采用防海生物附着处理、抗老化处理的材料，使得水下拦阻网能够满足水下长期部署、高可靠性、防腐蚀附着易于回收的要求。

参见图1所示，本实施例的水下拦阻网10为通过一根光纤编织而成的网，光纤具有两端，相邻两个水下拦阻网10的光纤之间通过光纤续接器15相连，位于最外侧的水下拦阻网10的光纤其中一端与其相邻的水下拦阻网10的光纤相连，另一端与监测子系统2相连，因此，可以设置两个监测子系统2，分别位于水域两侧的岸上。

参见图1所示，相邻两个水下拦阻网10互相靠近的一端均自上而下依次设有多个连接环13，相邻两个水下拦阻网10上的连接环13自上而下依次交错布置；第一连接组件12包括连接绳120，连接绳120一端自上而下穿过相邻两个水下拦阻网10互相靠近的一端上的连接环13并与该连接绳120的另一端相连或均被固定，采用连接环13配合连接绳120的好处是，一方面，直接解开连接绳120的一端，将连接绳120从连接环13中抽出，即可实现两个水下拦阻网10的快速分离，方便船只、潜艇等通过，另一方面，扩展时，可以实现两个水下拦阻网10快速连接，参见图1所示，第一连接组件12还包括锁紧机构121，连接绳120两端均锁紧于锁紧机构121上，锁紧机构121为现有技术，可以方便固定连接绳120。

配重11可以根据实际情况从锚、压载条、注水压载浮筒等中选择。

参见图1所示，水下拦阻网单元1还包括收放装置14，收放装置14通过起吊索140与配重11相连，并用于提升或下放水下拦阻网10，收放装置14配合配重11，能够实现水下拦阻网10的快速布放和提拉回收，从而满足实际应用需求，使用时，可以安装在水上机构上，为了更好地提升收起水下拦阻网10，起吊索140可以自上而下依次穿过水下拦阻网10的多个网格后再与配重11连接。

参见图1所示，水下拦阻网10顶部设有用于与水上机构相连的第二连接组件16，第二连接组件16可以采用挂钩，或者通过螺栓、连接板等与水上机构相连。通过与水上机构紧密配合，实现水面至水下的立体警戒封闭。

参见图1和图2所示，监测子系统2包括光纤振动监测单元20、脉冲光源发射器21、综合处理显控单元22和光纤网络汇聚单元23；脉冲光源发射器21与水下拦阻网10的光纤相连，用于向水下拦阻网10发送光信号；光纤振动监测单元20与水下拦阻网10的光纤相连，用于监测水下拦阻网10中光信号的状态变化，光纤振动监测单元20的数量根据实际情况设置；光纤网络汇聚单元23与综合处理显控单元22和光纤振动监测单元20相连，光纤网络汇聚单元23将各个光纤振动监测单元20监测的光信号状态变化汇聚并传输至综合处理显控单元22；综合处理显控单元22与光纤振动监测单元20和脉冲光源发射器21相连，用于控制脉冲光源发射器21发送光信号、接收光信号的状态变化并根据光信号的状态变化判断水下拦阻网10是否受到入侵，当判断为水下拦阻网10受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

综合处理显控单元22和光纤振动监测单元20结合前端其他设备综合集成和体现了最新的光纤分布式声波检测技术和方法。在不同时刻水下光纤反射回的的散射光是由不同位置的光纤网散射的，它们包含着不同位置处外界声场的信息，因此结合瑞利散射光时域反射技术与干涉探测技术，将不同位置光纤反射回的散射光通过麦克尔逊干涉仪进行干涉，每一时刻的干涉光就反应了对应位置之间存在的相位差，通过解调就能得到该位置的声波(振动)信号。当将光纤置于声场中，受到声波的作用，其折射率和应变随之变化，相位差也随时间变化，因此检测出光纤上不同时刻干涉光的相位差，就能检测光纤上的声场分布，就能检测到声场中所包含的频率、相位和振幅等完整的信息，提升了对目标特性的多参数复核识别能力，同时结合模式识别判别疑似目标的入侵或误触行为模式，实现对真假目标的区分，降低了虚警率。

另外，综合处理显控单元22和光纤振动监测单元20内嵌可编程设置和精确对照的报警规则，进而根据采集的光纤散射数据和上述规则的推演，对报警源(可以是振动源或断点源)进行准确判断和定位。

一旦某处水下光纤发生断裂(如入侵者人为切断)，则将会在水下光纤传输路径上发声折射率的突变，很大一部分光将会被反射回去，产生菲涅尔反射，它比背向散射光强上千倍，此型号将会综合处理显控单元22和光纤振动监测单元20准确无误的接收到，并能精确定位进而报警。

如此，一旦有入侵目标触碰任何一片水下拦阻网10，该水下拦阻网10将通过后端光纤振动监测单元20将光信号的状态变化(包括频率、相位和振幅等)进行分析，并结合目标模式识别等算法和目标特征分析方法提取和对比目标特性，判断入侵目标的威胁特性，输出目标入侵的判决结果，并根据是否为入侵目标或鱼类等非真实目标进行报警和概位的定位，之后传输至综合处理显控单元22进行显示控制，综合处理显控单元22对光信号的状态变化进行处理并直观显示。一旦入侵目标将任何一片水下拦阻网10从水底抬起(如抬起配重11)或将单片水下拦阻网10使用人工或器材割断意图穿越，则相应的信号的大幅度变化点或者光信号的传输断点将会出现光纤振动监测单元20超门限报警或传输中断的严重异常事件(此不经模式识别即可排除鱼类等的干扰，而确定是入侵者对水下光纤网的剪断)，综合处理显控单元22上被明确的标示出来，进而综合处理显控单元22将进行入侵点或受损点的准确定位、报警升级。

本发明另一个实施例提供给了一种防止水下入侵的安全防护拦阻系统，其包括一个水下拦阻网单元1和监测子系统2；水下拦阻网单元1包括水下拦阻网10和设于水下拦阻网10底端的配重11，水下拦阻网10为通过光纤编织而成的网；监测子系统2与水下拦阻网10相连，其用于向水下拦阻网10发送光信号、监测水下拦阻网10中光信号的状态变化以及根据光信号的状态变化，判断水下拦阻网10是否受到入侵，当判断为水下拦阻网10受到入侵时进行入侵位置定位和报警。

综上所述，本发明实施例提供的系统，既可以与水面拦阻装置(如拦阻网、拦阻钢结构、拦阻浮筒等)配合使用，又可以独立使用，形成水面水下一体或水下的拦截迟滞；既可以探测到威胁目标的闯入企图进行粗略定位，又可以发现入侵目标的破坏进行准确定位识别，形成智能化的探测感知；既可以单片短距离使用，又可以多片级联、闭合，形成满足不同防护面积的可扩展的区域水下拦阻系统)；既可以长期固定部署且能满足适应海洋环境的要求，又可以短期快速布放、撤收，满足不同的收放要求；即可以在防波堤两端直线布设，也可以在两端无依托的情况下挂靠在水面单元或系泊单元的下方布设。

本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。