[發明專利]一種基于時域二維特性的振動源識別方法及系統

有效

• 申請號: 201611162927.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106706109B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 曲洪權;趙璐;付碩;盛智勇;楊丹
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發明提供了一種基于時域二維特性的振動源識別方法及系統，方法對當前振動源在多個報警點的振動信號進行去噪處理及門限檢測，確定各振動信號的占空比，并獲取振動信號的過均值頻數；根據占空比及過均值頻數生成時域二維特征向量，并將時域二維特征向量輸入隨機向量函數連接RVFL網絡進行參數訓練，根據參數訓練結果判斷當前振動源是否為行車振動源。系統包括去噪處理單元、占空比獲取單元、過均值頻數獲取單元、時域二維特性獲取單元及振動源判定單元。本發明能夠根據時域二維特性準確的識別出行車振動信號，且識別過程快速且有效，為控制中心提供了可靠地振動源判定基礎，使得控制能在能夠根據振動源的類型，做出準確且及時的響應。

技術領域

本發明涉及振動源識別技術領域，具體涉及一種基于時域二維特性的振動源識別方法及系統。

背景技術

近年來，隨著全球經濟的迅猛發展，人們對能源的需求越來越大，管道運輸成為輸送能源的主要方式。其主要風險之一為管道泄漏，這不僅導致能源浪費、環境污染，還可能給人民生命、財產安全造成巨大威脅，因此保護與光纜伴行的油氣管道稱為目前光纖預警系統的首要任務。

光纖振動安全預警系統可以采集這些重要區域周邊的各種振動信號，通過分析周邊振動信號特征，得出振源類型，若監測出對區域有害的振源出現，可以及時進行預警，并報告危害事件的具體位置，達到對重要區域如軍事區域或其區域周邊的實時保護、減少財產損失的目的。

通過光纖傳感系統探測光纜周邊的振動事件，采集石油管道周邊的各種振動信號，提取信號特征參數，實現目標的分類與識別。面對大量復雜的振動信號，如何準確識別目標振源是安全預警系統研究的難點。振源識別是基于振源的行為及其屬性特征，以計算機為工具，采用模式識別理論，建立振動信號和振源對應關系的一門技術。系統對光纖管道采集到的振動信號進行預處理、特征提取和識別，并根據其特征確定破壞事件的類型并進行安全預警，從而實現保障油氣管道安全，防患于未然的目的。

現有的研究存在的主要問題是缺乏合適的振動源識別方法，因此，需要建立一種有效的振動源識別方法來實現振動信號的識別，以降低振源識別的錯誤率。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種基于時域二維特性的振動源識別方法及系統，能夠根據時域二維特性準確的識別出行車振動信號，且識別過程快速且有效，為控制中心提供了可靠地振動源判定基礎，使得控制能在能夠根據振動源的類型，做出準確且及時的響應。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種基于時域二維特性的振動源識別方法，所述方法包括：

步驟1.對當前振動源在多個報警點的振動信號進行去噪處理；

步驟2.對經去噪處理后的振動信號進行門限檢測，并根據門限檢測的結果確定各振動信號的占空比；

步驟3.根據平均幅度差函數獲取所述振動信號的過均值頻數；

步驟4.根據所述振動信號的占空比及過均值頻數生成時域二維特征向量，并將所述時域二維特征向量作為待分類樣本輸入隨機向量函數連接RVFL網絡；

步驟5.對所述RVFL網絡中的所述待分類樣本進行參數訓練，并根據所述參數訓練的結果判斷當前振動源是否為行車振動源。

進一步的，所述步驟1包括：

步驟1-1.在光纖傳感系統的各報警點檢測到振動源時，接收各報警點發送的振動信號，其中，各報警點的設置位置不同；

步驟1-2.對各所述振動信號進行小波去噪處理。

進一步的，所述步驟2包括：

步驟2-1.對經去噪處理后的振動信號進行門限檢測，得到振動信號超過第一門限值的全部振動信號所在的報警點；