[发明专利]基于时域反射技术的分布式周界系统信号增强方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理方法，尤其涉及一种基于时域反射技术的分布式周界系统信号增强方法及系统。

背景技术

石油管道具有管径大、压力高及输送量大等特点，由于管道防腐覆盖层逐渐老化等突发性的自然灾害，以及人为的打孔盗油现象，导致石油泄漏时有发生，严重地威胁了石油管道输送线路的安全，并导致了原油损失环境污染以及停产停输等一系列严重后果。

基于时域反射技术的分布式周界系统具有灵敏度高、动态范围大,可长距离连续监测的特点等，在石油管道安全监测中具备广泛的应用前景。但在实际应用中，基于时域反射技术分布式周界系统尽管相对于其他系统有诸多突出优点，但从时间序列信号来看，传感信号中系统自身的相位噪声起伏波动大，真实的扰动信号几乎被淹没于这种背景噪声中，加上实际应用环境复杂，空气流动、声音等各种时变干扰噪声的非线性混叠，直接进行检测与识别也会产生较高的误报率。故在强噪声背景下，提升信噪比并准确检测入侵信号是对精确的入侵定位和降低系统误报率的基础；没有好的信号，一切都是空谈，故对信号本身的增强决定系统的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中基于时域反射技术的分布式周界系统中传感信号弱，伴随的噪声强的的缺陷，提供一种滤波后的信号失真小，同时增强有效的激励信号，取得较好信噪比的基于时域反射技术的分布式周界系统信号增强方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于时域反射技术的分布式周界系统信号增强方法，包括以下步骤：

对获取的预设时间内的传感信号进行缓存；

对缓存的传感信号进行离散小波分解，分解层数n＝log₂(f_s/(2*f_min))，fs为基于时域反射技术的分布式周界系统的采样频率，f_min为基于时域反射技术的分布式周界系统的最小频率分辨率；

提取分解后的各阶信号分解低频系数a₁,a₂...a_n；

根据各阶信号分解低频系数对分解后的信号进行重构，得到重构后的信号A₁,A₂...A_n；

计算重构信号的差值序列A₁-A_n,A₂-A_n,...,A_n-1-A_n，以去除重构信号中分布式周界系统的低频干扰部分；

对差值序列进行求和，得到增强的激励信号。

本发明还提供一种基于时域反射技术的分布式周界系统信号增强系统，包括：

缓存模块，用于对获取的预设时间内的传感信号进行缓存；

小波分解模块，用于对缓存的传感信号进行离散小波分解，分解层数n＝log₂(f_s/(2*f_min))，fs为基于时域反射技术的分布式周界系统的采样频率，f_min为基于时域反射技术的分布式周界系统的最小频率分辨率；

重构模块，用于提取分解后的各阶信号分解低频系数a₁,a₂...a_n，并对各阶信号分解低频系数进行重构，得到重构后的信号A₁,A₂...A_n；

差值序列计算模块，用于计算重构信号的差值序列A₁-A_n,A₂-A_n,...,A_n-1-A_n，以去除重构信号中分布式周界系统的低频干扰部分；

求和模块，用于对差值序列进行求和，得到增强的激励信号。

本发明产生的有益效果是：本发明将传感信号进行离散小波分解和重构，并计算重构信号差值序列，其中每个差值序列都包含了激励信号的信息，计算差值序列的同时去除了基于时域反射技术的分布式周界系统的低频干扰部分，提取了系统信号的波动部分，本发明起到了信号增强效果，很好的解决的时域反射技术信号较弱而导致信噪比较差的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于时域反射技术分布式周界系统的信号增强方法流程图；