[發明專利]一種基于分布式光纖監測汽車超速的方法

有效

• 申請號: 202110467502.5
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113299074B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 黎劍華;申富林;黃奕輝;陳滄;王衛輝;黃正紅;徐曉斌;李旭輝;許程;龔瑩
• 申請（專利權）人: 廣州鐵路職業技術學院(廣州鐵路機械學校)
• 主分類號: G08G1/04
• 分類號: G08G1/04;G08G1/052;G01H9/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 趙秀斌

1.一種基于分布式光纖監測汽車超速的方法，其特征在于，

包括實驗確定汽車頻率特征，所述實驗確定汽車頻率特征包括以下步驟：

S101，讓實驗車輛經過路段的分布式光纖起點；

S102，定時記錄所述實驗車輛經過時的分布式光纖應變數據；

S103，將S102得到的所述分布式光纖應變數據用時域展示，并將時域信號用傅里葉變換轉換為頻譜信號；

S104，找到所述實驗車輛的頻率；

S105，找出實驗車倆經過起點時，分布式光纖上各點頻譜信號中所述頻率對應的幅度，生成位置/幅度圖；

S106，將位置/幅度圖用一元線性方程擬合，求得函數f(x)＝ax+c，其中，a為所述頻率的特征，c為常數；

S107，利用公式(1)求得擬合優度：

其中，是擬合函數f(x)求得，y_i是實際測量值，是實際測量值的平均值，n是分布式光纖上的總點數；所述擬合優度是所述頻率的特征；

S108，不同載重的汽車多次實驗，得到斜率a的范圍和擬合優度范圍；

還包括實地監測汽車速度，所述實地監測汽車速度包括以下步驟：

S201，定時記錄社會車輛經過路段時的分布式光纖應變數據；

S202，將步驟201得到的分布式光纖應變數據用時域展示，并將時域信號用傅里葉變換轉換為頻譜信號；

S203，找到分布式光纖中各點都出現的頻率集W{f1，f2…}；

S204，生成各頻率的位置/幅度圖；

S205，將所述各頻率位置/幅度圖用一元線性方程擬合；

S206，保留斜率a和擬合優度在前述范圍中的頻率，得到頻率集V{f1′，f2′…}；

S207，選頻率集V{f1′，f2′…}中的一個頻率,以分布式光纖上的起始點做參考點，找到該點該頻率幅度最大的時間Ti；

S208，設定時間窗為K，取參考點上所述頻率在Ti-K、Ti-K+1…Ti…Ti+K時的幅度，得到時間/幅度圖，利用公式(2)求得K，

其中，h是分布式光纖起始點到末端點的距離，v_d是分布式光纖所在路段的設計車速，t_p是分布式光纖設備設定的時間間隔，b是倍率，取值1-3；可選的，v_d也可以是分布式光纖所在路段的實時車速；

S209，對所述時間/幅度圖做擬合，在擬合函數中得到幅度最大值對應的Ts；

S210，重復步驟207-209，參考點改為分布式光纖的末端點，求得汽車經過分布式光纖末端點的時間Te；

S211，通過公式V＝h/(Te-Ts)，其中h是分布式光纖起始點到末端點的距離，求得汽車速度V，如果超速報警。

2.根據權利要求1所述的一種基于分布式光纖監測汽車超速的方法，其特征在于,還包括S212，所述S212包括:重復S207-S211，求出所有汽車速度。

3.根據權利要求1所述的一種基于分布式光纖監測汽車超速的方法，其特征在于：所述S102中，時間間隔取分布式光纖設備的最小值。

4.根據權利要求1所述的一種基于分布式光纖監測汽車超速的方法，其特征在于：所述S201中，時間間隔取分布式光纖設備的最小值。