[發明專利]一種分布式光纖管線安全預警系統中的擾動事件識別方法

有效

• 申請號: 201410385097.2
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104240455A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李成志;張海巖;卞賀明;魏宇峰;姜萌;王學鋒;于文鵬;鄭春雷
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G01H9/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

1.一種分布式光纖管線安全預警系統中的擾動事件識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，當兩路采樣信號的幅值超過設定值時，判斷存在擾動事件，然后對兩路采樣信號進行小波降噪處理；

S2，對小波降噪處理后的一路采樣信號提取特征值，特征值包括振動片段長度、時域能量、k階原點距、k階中心距、偏度、峰度和小波分解后各層低頻小波系數能量E_j，j＝1至7；采用DB4小波基將小波降噪處理后的一路采樣信號分解為7層，小波分解后各層低頻小波系數能量E_j的計算公式如下：

Ej=1LΣl=1L|aj(l)|2---(6)]]>

式中，a_j(l)為小波分解第j層尺度上的第l個低頻小波系數值，j＝1至7，L為信號小波分解第j層尺度上的低頻系數長度；

S3，將提取的13個特征值送入決策樹分類器，利用決策樹分類器得出擾動事件類別；若擾動事件類別為環境背景噪聲，則不報警，將提取的特征值直接送入數據庫存儲；若擾動事件類別為入侵事件則進行報警，對小波降噪處理后的兩路采樣信號進行時頻變換獲得Pwelch功率譜，從而得到擾動定位的缺損譜，根據缺損譜中陷波點的頻率值對傳感光纖中入侵事件進行定位，最后將提取的特征值送入數據庫進行存儲；

在出現新的擾動事件類別或者在決策樹分類器得出的擾動事件類別出現錯誤的情況下，通過對數據庫中存儲的擾動事件類別進行更改，來實現人機交互增量學習，根據修改后的擾動事件類別對決策樹分類器進行在線訓練。

2.如權利要求1所述的擾動事件識別方法，其特征在于，決策樹分類器根據特征值的個數設置訓練樣本空間大小，每類擾動事件訓練樣本的大小至少為特征值的個數的5至10倍。

3.如權利要求1所述的擾動事件識別方法，其特征在于，根據缺損譜中陷波點的頻率值對傳感光纖中入侵事件進行定位的方法為根據如下公式計算擾動點距離遠端反射模塊的位置R：

R=Kc4nfs,null---(10)]]>

K為所選陷波點序號，K＝1，3，5；c為光速，n為折射率，f_s,null為所選陷波點的頻率值。

4.如權利要求1所述的擾動事件識別方法，其特征在于，決策樹分類器采用ID3算法。