[发明专利]一种基于时域二维特性的振动源识别方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于时域二维特性的振动源识别方法及系统，方法对当前振动源在多个报警点的振动信号进行去噪处理及门限检测，确定各振动信号的占空比，并获取振动信号的过均值频数；根据占空比及过均值频数生成时域二维特征向量，并将时域二维特征向量输入随机向量函数连接RVFL网络进行参数训练，根据参数训练结果判断当前振动源是否为行车振动源。系统包括去噪处理单元、占空比获取单元、过均值频数获取单元、时域二维特性获取单元及振动源判定单元。本发明能够根据时域二维特性准确的识别出行车振动信号，且识别过程快速且有效，为控制中心提供了可靠地振动源判定基础，使得控制能在能够根据振动源的类型，做出准确且及时的响应。

技术领域

本发明涉及振动源识别技术领域，具体涉及一种基于时域二维特性的振动源识别方法及系统。

背景技术

近年来，随着全球经济的迅猛发展，人们对能源的需求越来越大，管道运输成为输送能源的主要方式。其主要风险之一为管道泄漏，这不仅导致能源浪费、环境污染，还可能给人民生命、财产安全造成巨大威胁，因此保护与光缆伴行的油气管道称为目前光纤预警系统的首要任务。

光纤振动安全预警系统可以采集这些重要区域周边的各种振动信号，通过分析周边振动信号特征，得出振源类型，若监测出对区域有害的振源出现，可以及时进行预警，并报告危害事件的具体位置，达到对重要区域如军事区域或其区域周边的实时保护、减少财产损失的目的。

通过光纤传感系统探测光缆周边的振动事件，采集石油管道周边的各种振动信号，提取信号特征参数，实现目标的分类与识别。面对大量复杂的振动信号，如何准确识别目标振源是安全预警系统研究的难点。振源识别是基于振源的行为及其属性特征，以计算机为工具，采用模式识别理论，建立振动信号和振源对应关系的一门技术。系统对光纤管道采集到的振动信号进行预处理、特征提取和识别，并根据其特征确定破坏事件的类型并进行安全预警，从而实现保障油气管道安全，防患于未然的目的。

现有的研究存在的主要问题是缺乏合适的振动源识别方法，因此，需要建立一种有效的振动源识别方法来实现振动信号的识别，以降低振源识别的错误率。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于时域二维特性的振动源识别方法及系统，能够根据时域二维特性准确的识别出行车振动信号，且识别过程快速且有效，为控制中心提供了可靠地振动源判定基础，使得控制能在能够根据振动源的类型，做出准确且及时的响应。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于时域二维特性的振动源识别方法，所述方法包括：

步骤1.对当前振动源在多个报警点的振动信号进行去噪处理；

步骤2.对经去噪处理后的振动信号进行门限检测，并根据门限检测的结果确定各振动信号的占空比；

步骤3.根据平均幅度差函数获取所述振动信号的过均值频数；

步骤4.根据所述振动信号的占空比及过均值频数生成时域二维特征向量，并将所述时域二维特征向量作为待分类样本输入随机向量函数连接RVFL网络；

步骤5.对所述RVFL网络中的所述待分类样本进行参数训练，并根据所述参数训练的结果判断当前振动源是否为行车振动源。

进一步的，所述步骤1包括：

步骤1-1.在光纤传感系统的各报警点检测到振动源时，接收各报警点发送的振动信号，其中，各报警点的设置位置不同；

步骤1-2.对各所述振动信号进行小波去噪处理。

进一步的，所述步骤2包括：

步骤2-1.对经去噪处理后的振动信号进行门限检测，得到振动信号超过第一门限值的全部振动信号所在的报警点；