[发明专利]一种光缆振动中断预警系统的分类器训练方法

权利要求书

1.一种光缆振动中断预警系统的分类器训练方法，其特征在于，包括：

步骤一、获取训练信号样本，在各基建施工现场附件安装光纤振动探测器，记录施工挖掘期间的振动信号，作为训练信号样本；在实验室安装该光纤振动探测器，在实验箱内模拟缆沟环境，饲养白鼠，让其在光缆附近走动，啃咬光缆外层护套，记录白鼠走动和啃咬光缆护套期间的振动信号，作为训练信号样本；在正常运行的光缆富裕纤芯上安装该光纤振动探测器，记录风吹、雨滴、冰雹击打、植物刮碰、路人行走、汽车经过光缆正常运行期间的振动信号，作为训练信号样本；

步骤二、对训练信号样本进行编号，提取获取到的训练信号样本的幅度、持续时间、信号一阶差分值的绝对值的最大值作为特征向量；

步骤三、将所有的训练信号样本随机分为两组，3/4的训练信号样本作为训练组样本，剩余的1/4训练信号样本作为测试组样本；

训练组样本是已标记好的训练信号样本，将所有训练组样本按照接已分类好的类别进行分组，施工挖掘期间的训练信号样本分为第A组，白鼠啃咬光缆护套期间的训练信号样本分为第B组，白鼠在光缆上走动的训练信号样本分为第C组，其余训练信号样本分为第D组；

步骤四、将A、B、C、D四个组中的每个组的所有训练信号样本作为一个整体，计算该组的特征向量，从而获得每组的特征向量；

步骤五、对测试组样本计算特征向量取值，然后使用分类器对测试组样本进行分类；

步骤六、将每份测试组样板信号的测试分组结果与该信号的实际分组比较，从而获得分类的准确率，当准确率在预设范围内，则分类器训练完成。

2.根据权利要求1所述的光缆振动中断预警系统的分类器训练方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

对训练信号样本进行编号，提取获取到的训练信号样本的幅度、持续时间、信号一阶差分值的绝对值的最大值作为特征向量，定义目标分类的特征向量为：

V＝[S,L,D_max]

其中，S为目标信号的幅度，L为目标信号的持续时间，D_max为信号一阶差分值的绝对值的最大值；其中，S为目标信号的幅度，L为目标信号的持续时间，D_max为信号一阶差分值的绝对值的最大值，D_max的计算公式为：

D_max＝|x_i-x_i-1|_max

其中，i∈(1,2,3,...,N),x_i为信号的幅度，N为信号处理选取的一个信号子段，每100个点为一个子段，即N＝100。

3.根据权利要求2所述的光缆振动中断预警系统的分类器训练方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：

将A、B、C、D四个组中的每个组的所有训练信号样本作为一个整体，计算该组的特征向量，从而获得每组的特征向量V_X(S_x,L_x,D_x)。

4.根据权利要求3所述的光缆振动中断预警系统的分类器训练方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

对测试组样本计算特征向量取值，然后使用分类器对测试组样本进行分类，具体分类方法为：

取其中一份测试组样本中的测试信号样本，计算特征向量V_Y(S_y,L_y,D_y)；

计算每一份测试信号样本的特征向量V_Y与A、B、C、D四个组中每个组的特征向量V_X之间的余弦值，计算公式为：

根据cosθ的值确认该测试信号样本是否属于该分组。

5.根据权利要求1所述的光缆振动中断预警系统的分类器训练方法，其特征在于，所述步骤六还包括：

当准确率较低时，将偏离结果的测试组信号样品排序，序号为单数的样品调整并入训练组，序号为双数的样品保留在测试组，重新训练分类器，使用分类器对新的测试样本进行分类，直至准确率在可接受范围内。