[發(fā)明專利]一種地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌及其振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010798342.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN112070999B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董浩;周志峰;方宇;趙以恒;張大桂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G08B7/06
• 分類號(hào): G08B7/06;G08B25/10;H04L67/12;H04L67/06;G06K9/62;G01V1/24;G01V1/22;G01V1/18;G01R31/387
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌及其振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法，該地下網(wǎng)管保護(hù)警示牌包括中心控制器、警示顯示屏、聲光報(bào)警器、太陽能板、鋰電池、電源電量檢測(cè)模塊、地震檢波器、信號(hào)調(diào)理模塊、測(cè)距模塊、GSM模塊和物聯(lián)網(wǎng)模塊；在程序設(shè)計(jì)方面，本發(fā)明提出了一種基于LMD和多特征選擇提取的地面運(yùn)動(dòng)振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法，能夠有效識(shí)別出施工機(jī)械等對(duì)地下管線有潛在威脅的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)振動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明旨在解決外力入侵對(duì)地下管網(wǎng)造成破壞的問題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工工地中管網(wǎng)通道上的危險(xiǎn)源時(shí)，觸發(fā)聲光報(bào)警器，并且以物聯(lián)網(wǎng)方式及手機(jī)短信方法通知設(shè)備人員前往工地保護(hù)地下管網(wǎng)，大大節(jié)省人工成本的同時(shí)，有效加強(qiáng)了對(duì)管網(wǎng)設(shè)備的保護(hù)，降低管網(wǎng)外損故障的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下管網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌及其振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)的地下管網(wǎng)保護(hù)智能警示牌及其基于LMD和多特征選擇提取的振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

近十幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步、城市化歷程的加速，地下管網(wǎng)迅速發(fā)展，新建配電線路、水管、天然氣管道已基本采用地下鋪設(shè)方式，但是地下管網(wǎng)在傳統(tǒng)的人工保護(hù)與監(jiān)管措施下必然存在著許多隱患，也面臨著不可忽視的意外破壞風(fēng)險(xiǎn)，其中主要的原因在于施工單位不規(guī)范的作業(yè)，并且缺乏與政府相關(guān)部門的溝通，導(dǎo)致施工機(jī)械設(shè)備破壞地下管道，根據(jù)統(tǒng)計(jì)地下管網(wǎng)因外力破壞而導(dǎo)致故障占到故障總原因的50％以上。

目前國內(nèi)外在防止地下管網(wǎng)外損方面的主要方法和研究有：1)管線交底，即告知施工人員管線的大致位置，讓其開挖樣洞后方可施工，但是許多施工人員為了趕工期，仍存在野蠻施工的情況，在明知地下管網(wǎng)位置的情況下，對(duì)其造成破壞；2)在管網(wǎng)通道地面拉設(shè)警示帶、安裝警示牌，但是通過實(shí)際使用，警示效果并不顯著；3)將管網(wǎng)固化，利用水泥等方式，將直埋管網(wǎng)固化，但此方式投入成本太大，不適合推廣使用；4)加派工地駐點(diǎn)人員，即派專人入駐工地進(jìn)行指導(dǎo)，此種方法反外損效果較好，但需專門人力，增加公司負(fù)擔(dān)，多個(gè)工地同時(shí)派人駐點(diǎn)也無法實(shí)現(xiàn)；5)租用攝像頭等對(duì)工地監(jiān)視，此種方法相對(duì)派工地駐點(diǎn)人員，減少了人力成本，但一些工地不易安裝攝像頭，且威脅到地下管網(wǎng)的施工，多是在地面或地下，攝像頭易被阻擋或損壞。

警示牌具有警示性強(qiáng)、成本低、便于安裝和拆除等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌插置在地下管網(wǎng)上方地面，通過牌體上書寫“下有管網(wǎng)，請(qǐng)勿挖掘”等警示字樣對(duì)施工機(jī)械等潛在目標(biāo)物進(jìn)行警示，加之農(nóng)田中的“稻草人”效應(yīng)，在實(shí)際使用中，經(jīng)常有施工機(jī)械無視傳統(tǒng)警示牌，繼續(xù)施工，且傳統(tǒng)警示牌不能遠(yuǎn)程報(bào)警，通知設(shè)備主人最終導(dǎo)致地下管網(wǎng)遭受破壞。

目前，不少研究開始以振動(dòng)信號(hào)著手，去判斷地下管線上方有無危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，如施工機(jī)械等，目前主流的振動(dòng)信號(hào)識(shí)別算法以過零算法為主，過零算法其本質(zhì)是統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)振動(dòng)信號(hào)幅值大于所設(shè)定的閾值的次數(shù)，一般情況下，過零算法能夠較好識(shí)別出頻率與振幅相差較大的振動(dòng)信號(hào)，但是過零算法本質(zhì)上有一些不足，例如在實(shí)際情況下閾值大小的設(shè)定難以確定合適的值，并且地震檢波器采集到的幅值不僅與振動(dòng)源本身的強(qiáng)度有關(guān)，還與地震檢波器與振動(dòng)源距離關(guān)系極大，因此會(huì)有振動(dòng)強(qiáng)度不大的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)因?yàn)殡x地震檢波器距離較近而造成頻繁超過所設(shè)定的閾值現(xiàn)象，從而導(dǎo)致地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)類型識(shí)別錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌及其振動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法。本發(fā)明提供的一種新型地下管網(wǎng)保護(hù)警示牌，根據(jù)振動(dòng)信號(hào)識(shí)別出施工機(jī)械等對(duì)地下管網(wǎng)有潛在威脅的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，新型警示牌現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光報(bào)警，并且將報(bào)警信息上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，隨后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)目標(biāo)與警示牌所處距離并將距離信息上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：