基于DAS的长距离管道重型车辆预警监测方法与流程

本发明涉及光纤振动检测
技术领域：
，具体涉及一种基于das的长距离管道重型车辆预警监测方法。
背景技术：
：现阶段环境下通信管道最为关注的重车碾压引起的安全问题越来越引起思考，以前的管道检测手段、距离短即使检测到重车也无法及时出警进行处理。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种可提前预判汽车轨迹的管道重型车辆预警监测方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于das的长距离管道重型车辆预警监测方法，包括如下：将光纤埋设于管道沿线，光纤的起点连接振动探测系统，振动探测系统接受光纤传来的信号并解调出振动信号；对振动信号就行进行傅里叶变换，最终得到振动幅度、频率能量、频域能量分布三项参数；对大量重车经过该管道时的各数据进行统计，统计重车引起的振动的幅度分布范围的概率分布、频率能量概率分布、以及频域能量分布平局值，建立样本库；通过各数据的频域能量分布计算系统运行中检测到的重车数据与系统样本库中频域能量分布平局值的相似度系数r计算相似度系数r与检测到的重车引起的振动频域能量的乘积，在样本库中查询该乘积以及振动幅度的概率值；并将两个概率值相加，当和值大于设定的阀值m时，并认定为重车；根据重车信号波峰中的移动轨迹计算重车在光纤检测范围内的行驶速度及方向；根据重车移动方向，对其可能出现的威胁位置进行预警，并根据其移动速度计算其到危险点的时间。进一步的，还包括ui界面配置装置，ui界面配置装置显示光纤沿线的地图信息，并显示识别出的重车行驶轨迹，操作人员根据重车速度以及移动动向，在光纤沿线地图上提前标定可能出现的威胁位置进行预警。进一步的，若光纤的定位精度为z,在时间t内，检测到光纤上振动幅度波峰的变化的点数为n,则重车形势的速度为(n*z)/t。进一步的，根据振动幅度的波峰移动方向，判断车辆的行驶方向。进一步的，建立样本库时，将振动幅度、频域能量、频域能量分布划分成五个等级，统计振动幅度、频域能量各个等级的概率分布，统计频域能量分布各个等级的平均值。进一步的，阀值m为0.6。进一步的，相似度系数采用皮尔逊系数计算公式。从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：通过光纤沿管道铺设超长距离的检测结合环境信息提前预判汽车轨迹，预测重型车辆的行动路线，给处警人足够多的提前预警时间。附图说明图1为本发明的流程图。具体实施方式本发明通过光纤沿管道铺设超长距离的检测结合环境信息提前预判汽车轨迹，预测重型车辆的行动路线，给处警人足够多的提前预警时间，并且采用高精度的采集卡，单点分辨率可达0.4米。以下结合附图1对本发明的具体实施方式做具体说明。光纤埋设于管道沿线，光纤与服务端主机相连接，数据处理主机上接受光纤传来的信号通过光电解调仪解调出振动信号，该振动信号具备无上限的稳定线性度、准确的频域特征体现等特征，该信号解调基础参数为振动幅度值，经过快速傅里叶变化后得到频域信息，频域能量值为各个频域点的数值之和，频域能量分布为各分段振动能量值占总能量值的百分比的平均值。具备在不同频率分布不同的特性。因此通过幅度、频域能量、频域能量分布三项参数，根据评分机制获得重车类型。经过大量管道实际录制的重车数据的统计分析得到的重车所有幅值分布范围为1.3-3.8，频域能量为60-83，频域能量分布在1-50hz，将各个幅值、能量划分为5个等级，根据数据统计各个等级的概率，概率表如下所示：幅值分布范围概率(百分比)1.3-1.88.31.8-2.3212.3-2.849.32.8-3.316.73.3-3.84.7频域能量频域能量分布范围平均值1-1033.510-2022.620-3025.730-4018.640-5019.7将上述数据作为样本库，将监测过程中获得的重车经过引起的振动数据与该样本库中的数据进行对比，计算重车引起的振动频域能量分布与样本库中重车的频域能量分布平均值的相似度系数r，相似度系数采用皮尔逊系数计算，公式如下：得到相似度系数r后，计算相似度系数r与检测到的重车引起的振动频域能量的乘积，在样本库中查询该乘积以及振动幅度的概率值；并将两个概率值相加，当和值大于设定的阀值m时，并认定为重车；m取值为0.6。通过上述方法对重车进行识别，准确率可以达到百分之九十九以后，降低了误报率。获取到重车信号后，重车信号根据轨迹波峰中的移动轨迹计算重车在光纤检测范围内的行驶速度及方向，具体的如下：若光纤的定位精度为z,在时间t内，检测到光纤上振动幅度波峰的变化的点数为n,则重车形势的速度为(n*z)/t。据振动幅度的波峰移动方向，判断车辆的行驶方向。本发明还提供ui界面供用户配置环境信息，ui界面配置装置显示光纤沿线的地图信息，并显示识别出的重车行驶轨迹，操作人员根据重车速度以及移动动向，在光纤沿线地图上提前标定可能出现的威胁位置进行预警。可以实时计算重车预计到达关注位置的时间，客户端与服务端进行更新重车位置，并在在gis上的对应地理位置进行动画轨迹提醒，从而对管道预警系统的重车车辆情况环境有实时的掌控，提高管道系统的安全性。根据gis轨迹计算坐标信息公式如下：坐标p1经纬度为(x1,y1),坐标p2经纬度(x2,y2)地球半径为r＝6371.0km，则两点距离d＝r*arcos[cos(y1)*cos(y2)*cos(x1-x2)+sin(y1)*sin(y2)]。当前第1页12