[發(fā)明專利]一種基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法、系統(tǒng)及存儲介質

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010796244.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112032575B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 唐健冠;詹浩;楊明紅;鄧艷芳;甘維兵
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G01M3/38
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

將連續(xù)光調(diào)制為相應的光脈沖信號，并將其傳送至弱光柵陣列，所述弱光柵陣列將所述光脈沖信號反射，得到解調(diào)信號；

將異常事情下的一系列解調(diào)信號的時域幅值作為數(shù)據(jù)樣本，將所述數(shù)據(jù)樣本進行分段，獲取各時域幅值落在分段區(qū)間中的概率，根據(jù)各時域幅值及其對應的概率，建立目標庫一；

獲取所述一系列解調(diào)信號的時域幅值和頻域頻率，建立對應異常事件類型的目標庫二，根據(jù)所述一系列解調(diào)信號的時域幅值及對應的異常事件離管道的距離，建立目標庫三；

重新連續(xù)獲取解調(diào)信號，獲取解調(diào)信號的時域幅值和頻域頻率，根據(jù)連續(xù)獲取的解調(diào)信號的時域幅值及目標庫一，判斷異常事件是否發(fā)生，若是，則根據(jù)所述解調(diào)信號的時域幅值、頻域頻率、目標庫二以及目標庫三，獲取異常事件的類型及離管道的距離；

將一系列解調(diào)信號的時域幅值作為數(shù)據(jù)樣本，將所述數(shù)據(jù)樣本進行分段，具體包括，將一系列解調(diào)信號的時域幅值作為數(shù)據(jù)樣本，設置分段數(shù)，求取該分段數(shù)下數(shù)據(jù)樣本在各區(qū)間的方差，獲取各個方差的均值，將所述均值與樣本數(shù)據(jù)的方差對比，獲取最接近樣本數(shù)據(jù)方差的分段數(shù)，以該分段數(shù)對所述數(shù)據(jù)樣本進行分段；

獲取所述一系列解調(diào)信號的時域幅值和頻域頻率，建立對應異常事件類型的目標庫二，具體包括，獲取所述一系列解調(diào)信號的時域幅值和頻域頻率，根據(jù)一系列解調(diào)信號的時域幅值、頻域頻率，以及對應的異常事件類型，建立對應異常事件類型的目標庫二；

根據(jù)所述解調(diào)信號的時域幅值、頻域頻率、目標庫二以及目標庫三，獲取異常事件的類型及離管道的距離，具體包括，根據(jù)所述解調(diào)信號的時域幅值、頻域頻率及目標庫二，獲取異常事件的類型，根據(jù)解調(diào)信號的時域幅值及目標庫三，獲取異常事件離管道的距離。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法，其特征在于，將連續(xù)光調(diào)制為相應的光脈沖信號，并將其傳送至弱光柵陣列，所述弱光柵陣列將所述光脈沖信號反射，得到解調(diào)信號，具體包括，將連續(xù)光調(diào)制為相應的光脈沖信號，并將其傳送至弱光柵陣列，所述弱光柵陣列將所述光脈沖信號反射，使經(jīng)過反射的光脈沖信號形成干涉，生成干涉信號，獲取所述干涉信號，并將所述干涉信號轉換為電信號，對所述電信號進行解調(diào)，得到解調(diào)信號。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法，其特征在于，還包括，以數(shù)據(jù)樣本中時域幅值的最小值為異常閾值，若重新連續(xù)獲取的解調(diào)信號中，存在時域幅值小于該異常閾值的解調(diào)信號，則對該解調(diào)信號不進行異常事件判斷。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)連續(xù)獲取的解調(diào)信號的時域幅值及目標庫一，判斷異常事件是否發(fā)生，具體包括，獲取所述解調(diào)信號的時域幅值在分段區(qū)間的概率，將連續(xù)時間上的時域幅值進行累計相加，當累計相加的值大于設定概率閾值時，則判定異常事件發(fā)生。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法，其特征在于，還包括，提取各種異常事件發(fā)生時一段連續(xù)時間內(nèi)的頻域信息，對時域波形做小波變換，并將連續(xù)時間內(nèi)的小波變換圖拼合起來，生成時頻圖，以時頻圖當做樣本，訓練得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡；若根據(jù)所述解調(diào)信號的時域幅值、頻域頻率及目標庫二，獲取的異常事件的類型有多種，則提取解調(diào)信號的時域信號進行小波變換，按照時間的順序將其排列，組成時頻圖，利用所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡獲取異常事件類型的最終結果。

6.一種基于弱光柵的管道安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器以及存儲器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權利要求1-5任一所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機該程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權利要求1-5任一所述的基于弱光柵的管道安全監(jiān)測方法。