[发明专利]一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警系统及方法，其中涉及的一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警方法，包括步骤：S11.接收多芯分布式光纤传感器获取的数个分布式光纤的第一数据信息；S12.接收数据采集设备采集的干扰源处的第二数据信息；S13.对接收到的多芯分布式光纤传感器获取的第一数据信息以及数据采集设备采集的第二数据信息进行处理，得到预警分析结果。本发明基于多芯分布式光纤的管道预警方法，该方法通过估计扰动和实际防区参数对比，并通过多芯分布式光纤的群体决策机制来削减外部干扰因素对预警系统的影响。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警系统及方法。

背景技术

天然气管道埋设在地下，容易被施工队的挖掘机、打桩机等机器损坏。但是天然气管道往往贯穿省市，距离长，很难精确地预警。

分布式光纤传感系统由于光纤任意位置均为传感单元，它可以获得整个光纤长度上被测量参量的空间分布状态和随时间变化的信息。分布式光纤传感系统可以实现大范围监测，在众多的光纤传感器中有着非常重要的地位，是技术最成熟、应用最广泛的一类，显示了良好的应用前景。

现有技术中，天然气管道预警采用的方法是：在天然气管道铺设分布式光纤传感器，如果波形峰值超出一定阈 值时提出报警，或者对波形进行一定的特征提取，在采用一定的模型进行模型训练，根据模型预测结果进行报警。然而周边的高速公路、工厂等干扰因素影响大，而且干扰源引起的频率、振幅等统计量均和施工机器等类似，很难区分。现有技术往往从算法的角度去滤除外部干扰因素的影响，但是同时也会将施工机器引起的变化滤除。

如公开号为CN106197904A的专利公开了一种针对长距离油气管道周围的环境反映管道破坏和泄漏的情况的光纤分布式温度和振动同时监测的分布式光纤管道安全监测装置，包括光源、1个分光比为90:10的1×2分光器、调制器、光放大器、环形器、偏振控制器、3个分光比为50:50的1×2分光器、传感光缆、频移器、3个2×2分光器、3个平衡探测器、偏振分束器、多路高速采集器、控制卡和工控机，本发明与现有技术相比，具有监测准确、工作可靠等显著的优点。其虽然可以对布式光纤管道进行监测，但是其依然存在很难区分是干扰源引起还是确实有施工机器入侵，很难精确地预警。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警系统及方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多芯分布式光纤的管道施工机器预警方法，包括步骤：

S1.接收多芯分布式光纤传感器获取的数个分布式光纤的第一数据信息；

S2.接收数据采集设备采集的干扰源处的第二数据信息；

S3.对多芯分布式光纤传感器获取的第一数据信息以及数据采集设备采集的第二数据信息进行处理，得到预警分析结果。

进一步的，所述步骤S1中数个分布式光纤中将每个分布式光纤分割为多个防区，所述多个防区中的每个防区与多芯分布式光纤传感器形成的波形中的每段数据相对应。

进一步的，所述步骤S3具体包括：

S31.计算每个分布式光纤中每个防区的时间序列数据，所述时间序列数据包括平均幅值、方差、协方差、频率范围；

S32.判断计算得到的每个分布式光纤中每个防区的平均幅值是否超过第一预设阈值，若是，则执行步骤S33；若否，则执行步骤S31；

S33.统计每个分布式光纤中每个防区的平均幅值超过第一预设阈值的防区个数，并判断所述统计的防区个数是否达到第二预设阈值，若是，则执行步骤S34；若否，则执行步骤S31；