[發明專利]一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法

有效

• 申請號: 202011595325.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112836574B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 陳凱
• 申請（專利權）人: 江蘇光為傳感設備有限公司
• 主分類號: G06F18/22
• 分類號: G06F18/22;G06F17/18;G06F17/14
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 沃趙新

本發明公開了一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法，預設光纖振動產生的波形相似度期望值，當光纖發生振動時，取光纖振動的波形數據，根據頻率和幅度數據計算波形的相似程度，通過計算波形相似度并與預設期望值之間進行比對，根據差值大小判斷報警器報警是由于外部環境產生的振動導致的誤報，還是由于光纖內部故障導致報警。通過該計算方法，可以快速的計算出波形的相似度，若相似度達到期望值，則認為兩次產生波形的行為是一致的，通過可以快速的確定振動行為，節省了計算時間，同時提高行為的模式識別的精準度，通過簡化計算發方法，快速識別振動事件，通過降低報警時間，提升報警效率。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，特別是涉及一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法。

背景技術

光纖傳感器是一種將被測對象的狀態轉變為可測的光信號的傳感器。光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調制器，在調制器內與外界被測參數的相互作用，使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化，成為被調制的光信號，再經過光纖送入光電器件、經解調器后獲得被測參數。

光束經由光纖導入，通過調制器后再射出，其中光纖的作用首先是傳輸光束，其次是起到光調制器的作用。同時光纖振動傳感器多用于監測光纜是否外部破壞，也可應用于石油石化管道監測。

然而，由于外界環境比較復雜，會產生非常多的誤報，例如很多大型車輛經過，產生大量的振動，會導致誤報警情況的出現，同時受限于報警時間等限制。為此，提出一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法，本發明通過簡化計算發方法，快速識別振動事件，通過降低報警時間，提升報警效率。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種基于譜相似度的光纖振動事件識別方法，預設光纖振動產生的波形相似度期望值，當光纖發生振動時，取光纖振動的波形數據，根據頻率和幅度數據計算波形的相似程度，通過計算波形相似度并與預設期望值之間進行比對，根據差值大小判斷報警器報警是由于外部環境產生的振動導致的誤報，還是由于光纖內部故障導致報警；

具體執行步驟包括：

步驟(1)：取初始波形1s的波形采樣數據進行分析，波形采樣時通過采集卡進行采樣，其中，1ms時間內采集4000個數據，每個數據確定一個數據坐標；

步驟(2)：在步驟(1)的基礎上，其中，每1s內采集1000個數據組，將1000個數據組組成M*N＝1000*4000的數字矩陣，記為矩陣N1，其中，每個數據組包含的數據個數為4000個；

步驟(3)：在步驟(2)的基礎上，對數據矩陣列向進行平均計算，其中，每十個數據平均一次，并得到另一個M*N＝100*4000的數字矩陣，記為矩陣N2；

步驟(4)：在步驟(3)的基礎上，計算波形的相似度，并將相似度計算值與預設期望值進行比較，判斷是否為同一事件。

作為本發明的一種優選技術方案，所述4000個數據的坐標表示為(a_1,1,a_1,2,a_1,3,……,a_1,3999,a_1,4000)。

作為本發明的一種優選技術方案，所述矩陣N1表示為：

(a_1,1,a_1,2,a_1,3,……,a_1,3999,a_1,4000)；

(a_1000,1,a_1000,2,a_1000,3,……,a_1000,3999,a_1000,4000)。