[發明專利]基于音頻的電纜隧道監測方法及系統

在審

• 申請號: 202010399900.3
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111540347A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 李洪磊;耿一丁;劉孟偉;衣蘭曉;武繼軍;溫飛;趙凱;薛欣科;朱文;徐明磊
• 申請（專利權）人: 山東科華電力技術有限公司
• 主分類號: G10L15/14
• 分類號: G10L15/14;G10L25/18;G10L25/27;G10L25/48;G01H17/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發明公開了一種基于音頻的電纜隧道監測方法及系統，方法包括以下步驟：S1，采集電纜隧道內的音頻；S2，對采集的音頻信號進行處理；S3，對采集的音頻信號提取特征值；S4，根據提取的特征進行故障識別；S5，對故障進行定位。本發明能夠對電纜隧道內的聲音進行分析，能夠對聲源進行分析定位，幫助工作人員直觀的分析隧道內的運行狀況。

技術領域

本發明涉及一種基于音頻的電纜隧道監測方法及系統，屬于電纜隧道技術領域。

背景技術

隨著國家電力基礎設施投入的逐年增大，電力電纜隧道的長度也正在迅速增加，由于運行維護人員的增長速度遠遠跟不上電力基礎設施的增長速度，致使電力電纜隧道運行工作面臨著巨大壓力。

電纜隧道的應用，滿足了城區高負荷密度及其電纜化的供電要求，能有效保障電力通道的輸送量，同時也提高通道資源的利用率。電力隧道的安全關乎城市的各個方面,電力電纜隧道不但需要對電纜本體進行監測,如電纜接頭的監測,還需要對電纜隧道內的環境進行監測,如氧氣,硫化氫,一氧化碳,甲烷等有害氣體,同時電纜隧道是城市的血管,為城市輸送源源不斷的能量。

如何保證隧道內電纜不因過載、過熱等情況導致的積水、著火等影響電力電纜運行安全事故，以及及時監測隧道有人或井蓋打開等有可能導致電力電纜發送事故的現象，采用現代化的技術手段來提高電纜隧道運行維護水平是當務之急。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于音頻的電纜隧道監測方法及系統，能夠對電纜隧道內產生聲音的故障進行監測，避免故障蔓延、擴大。

本發明解決其技術問題采取的技術方案是：

一方面，本發明實施例提供的一種基于音頻的電纜隧道監測方法，包括以下步驟：

S1，采集電纜隧道內的音頻；

S2，對采集的音頻信號進行處理；

S3，對采集的音頻信號提取特征值；

S4，根據提取的特征進行故障識別；

S5，對故障進行定位。

作為本實施例一種可能的實現方式，在步驟S1中，采用電容測試麥克風采集電纜隧道內的音頻，電容測試麥克風有多個，多個電容測試麥克風設置在電纜隧道內各個檢測點，并構成麥克風矩陣。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述步驟S2具體為：

對采集的聲音信號進行兩級同相比例放大處理；

對放大處理后的聲音信號進行濾波處理；

對濾波處理后的聲音信號進行采樣處理。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述步驟S3具體為：

音頻信號S(n)進行預處理得到每個音頻幀的時域信號X(n)，并將時域信號經過FFT處理后得到線性頻譜X(k)。

對線性頻譜X(k)幅度進行平方運算，所得結果為能量譜；對能量譜進行帶通濾波。

帶通濾波器的傳遞函數為：

每個濾波器組所輸出的對數能量計算公式為：

經過DCT變換得到語音特征參數MFCC：

作為本實施例一種可能的實現方式，所述步驟S4具體為：

提取的特征為一組隨機向量序列O＝o₁o₂,…o_T；