[发明专利]一种基于信号频域特征的振动源识别方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于信号频域特征的振动源识别方法及系统，方法获取当前振动源在多个报警点的振动信号，对各振动信号进行预处理，根据标准信号对各振动信号进行能量检测，得到当前振动源的识别信号，根据信号频域特征获取各识别信号与不同工况下的标准信号的相关系数，在识别信号中有敲击振动信号且该敲击振动信号的数量多于第二阈值时，将当前振动源识别为敲击振动源。系统包括振动信号获取单元、预处理单元、能量检测单元、相关系数获取单元及敲击振动源识别单元。本发明能够根据信号频域特征准确的识别出敲击振动信号，且识别过程快速且有效，为控制中心提供了可靠的振动源判定基础，使得控制中心能够根据振动源的类型做出准确及时的响应。

技术领域

本发明涉及振动源识别技术领域，具体涉及一种基于信号频域特征的振动源识别方法及系统。

背景技术

随着全球经济的迅猛发展，社会对能源尤其是油气资源的需求量日趋增加。在国家能源战略中，油气储运的建设和发展关系到为国民经济建设和社会发展提供长期、稳定、经济、安全的能源保障的战略全局。如今，地下油气输送管道已成为能源运输的大动脉，管道安全保护的问题也日益突出地摆在人们面前。管道一旦泄漏极易发生爆炸，不仅影响能源的正常运输，还将给国家和人民群众的生命、财产造成巨大损失。因此，对管道安全的预警系统有广泛的应用背景。

传感技术、计算机技术、信号处理技术等的不断发展使振源识别越来越受到广泛地关注。在运用光纤传感系统进行实时监控的基础上，对所检测到的振动信号进行分类、识别，明确引起振动的外部事件源，更加有利于监管部门进行合理决策。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和振动信号的属性特征，以计算机为工具，采用一定识别算法理论，建立振动信号和振动源对应关系的一门技术。光纤预警系统对光纤管道采集到的振动信号进行处理和识别，并根据振动信号的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信号频域特征的振动源识别方法及系统，能够根据信号频域特征准确的识别出敲击振动信号，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，使得控制中心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信号频域特征的振动源识别方法，所述方法包括：

步骤1.获取当前振动源在多个报警点的振动信号；

步骤2.对各振动信号进行预处理，使得各振动信号均与标准信号的尺度相同；

步骤3.根据标准信号对各所述振动信号进行能量检测，筛除能量检测结果超出第一阈值范围的振动信号，得到当前振动源的识别信号；

步骤4.根据信号频域特征获取各所述识别信号与不同工况下的标准信号的相关系数；

步骤5.若经判断得知识别信号中有敲击振动信号且该敲击振动信号的数量多于第二阈值，则将当前振动源识别为敲击振动源。

进一步的，所述步骤1包括：

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。

进一步的，所述步骤2包括：

步骤2-1.将当前振动信号带入预处理模型中，其中，所述预处理模型如式(1)所示：

f₂(t)＝f₁(at) (1)