[发明专利]地埋式光纤传感振动探测系统的挖掘行为识别方法

说明书

本发明公开了一种地埋式光纤传感振动探测系统的挖掘行为识别方法，包括以下步骤：通过地埋式光纤传感振动探测单元获取光纤传感信号；滤除光纤传感信号的低频部分；计算滤波后的信号波动特征；当某探测单元的信号波动特征的值超过阈值，则对这个探测单元和其邻近探测单元分别进行单点分析，判断是挖掘行为还是其他干扰。本发明能够有效区分具有破坏性的挖掘行为和无破坏性的车行干扰，减少系统误报警。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种地埋式光纤传感振动探测系统的挖掘行为识别方法。

背景技术

基于光纤传感振动探测技术的安防产品按照安装方式可以分为挂网及地埋两种，探测原理主要有基于光纤干涉仪技术、光纤光栅振动传感技术等类型。地埋式光纤安防产品以其隐蔽性好、抗环境干扰能力强等优点在一些无法安装实体物理围栏(网)或围墙的场景具有较为广阔的市场需求。主要应用场景有：油气管道防挖掘破坏、周界入侵探测等。

专利CN200910229192高压地埋长输电力电缆的安全实时监测方法，根据光纤调制锯齿波判断是否存在破坏行为，主要关注减少定位误差。专利CN201611096167一种周界预警光纤振动信号采集与去噪的方法，主要关注信号去噪，以提高信息处理质量。专利CN201710600261一种地埋电缆防误开挖预警装置，采用模间变换振动光纤传感器，需要使用多模光纤。以上技术主要关注系统是否探测到强烈振动，但没有关注所探测到的振动是否是真正具有威胁性的挖掘行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地埋式光纤传感振动探测系统的挖掘行为识别方法，对具有威胁性的外界规律性冲击(如人挖掘、机械挖掘等)作用，进行有效识别和预警。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：

提供一种地埋式光纤传感振动探测系统的挖掘行为识别方法，包括以下步骤：

通过地埋式光纤传感振动探测单元获取光纤传感信号；

滤除光纤传感信号的低频部分；

计算滤波后的信号波动特征；

当某探测单元的信号波动特征的值超过阈值，则对这个探测单元和其邻近探测单元分别进行单点分析，具体为：

计算该段信号峰的数量、激励数量、激励间隔时长、激励时间宽度；

计算峰的数量与激励数量的差值；

判断该差值是否小于等于第一预设值，若是，则为挖掘行为；若否，判断是否小于等于第二预设值，若否则为其他干扰，若是则计算激励间隔时长；

判断该激励间隔时长是否大于等于第三预设值，若否则为其他干扰；若是则计算激励时间宽度；

判断该激励时间宽度是否小于等于第四预设值，若否则为其他干扰；若是则为挖掘行为。

接上述技术方案，该方法还包括步骤：根据单点分析结果进行预警，具体为：

若某一挖掘事件影响探测单元的个数超过第一阈值，且同时出现的“其他干扰”事件判断的数量达到第二阈值，则发出“机械挖掘”预警；

若某一挖掘事件影响探测单元的个数超过第一阈值，且同时出现的“其他干扰”事件判断的数量没有达到第二阈值，则发出“人工挖掘”预警，预警级别：高；

若某一挖掘事件影响探测单元的个数没有超过第一阈值，则发出“人工挖掘”预警，预警级别：低。

接上述技术方案，对于每段单点信号，自动计算此段信号的计算阈值T，信号的计算阈值T的计算方式：

a1.实时输入的光纤传感信号，取绝对值；

a2.计算实时输入信号的底噪，底噪＝(信号中值+信号最小值)/2；