[发明专利]一种管道振动形变监测方法及系统

权利要求书

1.一种管道振动形变监测方法，其特征在于，所述方法包括：

基于管道沿线上设置的振动传感器实时采集当前管道的地下环境的振动信号并写入GPRS模块进行数据封装；

所述GPRS模块根据预设时间间隔将封装后的数据基于通信基站发送至云端服务器；

所述云端服务器判断封装后的数据中的振动幅度是否大于预设振动幅度；

若大于，则启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备采集设置在管道上的光纤的布里渊散射光信号并写入GPRS模块进行数据封装；

所述GPRS模块将所述封装后的布里渊散射光信号数据基于通信基站发送至云端服务器；

所述云端服务器将所述封装后的布里渊散射光信号数据获得的布里渊散射光信号导入受激布里渊模型中进行分析，获得分析结果；

基于所述分析结果生成监测预警指令向管理用户端进行预警；

所述启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备采集设置在管道上的光纤的布里渊散射光信号并写入GPRS模块进行数据封装，包括：

基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备的启动指令；

基于所述启动指令启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备采集设置在管道上的光纤的布里渊散射光信号；

将采集到的布里渊散射光信号和布里渊散射光采集设备的唯一ID基于采集时间顺序按照链式存储结构写入GPRS模块进行数据封装；

所述基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备的启动指令，包括：

基于采集所述振动幅度对应的地下环境的振动信号的振动传感器的唯一ID在云端服务器上进行位置匹配，获得所述振动传感器的位置信息；

基于所述振动传感器的位置信息以及监测范围获得该监测范围内及距离该监测范围内四周最近的布里渊散射光采集设备；

基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器的位置信息以及监测范围获得该监测范围内及距离该监测范围内四周最近的布里渊散射光采集设备的启动指令。

2.根据权利要求1所述的管道振动形变监测方法，其特征在于，所述基于管道沿线上设置的振动传感器实时采集当前管道的地下环境的振动信号并写入GPRS模块进行数据封装，包括：

基于管道沿线上设置的振动传感器实时采集当前管道的地下环境的振动信号；

获得振动传感器的唯一ID，将所述振动信号和所述振动传感器的唯一ID基于采集时间顺序按照链式存储结构写入GPRS模块进行数据封装。

3.根据权利要求1所述的管道振动形变监测方法，其特征在于，所述基于管道沿线上设置的振动传感器的数量约束条件为：

其中，X表示管道沿线上设置的振动传感器的数量；S为管道的总长度；a为振动传感器的有效探测距离；int[.]表示取整函数。

4.根据权利要求1所述的管道振动形变监测方法，其特征在于，所述云端服务器将所述封装后的布里渊散射光信号数据获得的布里渊散射光信号导入受激布里渊模型中进行分析，包括：

所述云端服务器基于所述封装后的布里渊散射光信号数据获得的布里渊散射光信号和布里渊散射光采集设备的唯一ID；

基于所述布里渊散射光采集设备的唯一ID获得对应光纤的光纤入射光强；以及，基于布里渊散射光信号获得该散射光信号中的斯托克斯光；

将光纤入射光强和斯托克斯光导入受激布里渊模型中进行分析，获得分析结果。

5.根据权利要求1所述的管道振动形变监测方法，其特征在于，所述基于所述分析结果生成监测预警指令向管理用户端进行预警，包括：

基于所述分析结果获得管道振动形变值，并判断所述管道振动形变值是否大于预设形变值；

若大于，则基于所述管道振动形变值所属的预警等级生成对应的预警指令；

基于所述布里渊散射光采集设备的唯一ID在云端服务器中匹配出该布里渊散射光采集设备位置信息；

基于所述布里渊散射光采集设备位置信息和预警指令生成可视化预警地图，并将所述可视化预警地图推送至管理用户端进行预警。

6.一种管道振动形变监测系统，其特征在于，所述系统包括：

第一数据采集模块：用于基于管道沿线上设置的振动传感器实时采集当前管道的地下环境的振动信号并写入GPRS模块进行数据封装；

第一数据发送模块：用于所述GPRS模块根据预设时间间隔将封装后的数据基于通信基站发送至云端服务器；

判断模块：用于所述云端服务器判断封装后的数据中的振动幅度是否大于预设振动幅度；

第二数据采集模块：用于启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备采集设置在管道上的光纤的布里渊散射光信号并写入GPRS模块进行数据封装；

第二数据发送模块：用于所述GPRS模块将所述封装后的布里渊散射光信号数据基于通信基站发送至云端服务器；

数据分析模块：用于所述云端服务器将所述封装后的布里渊散射光信号数据获得的布里渊散射光信号导入受激布里渊模型中进行分析，获得分析结果；

预警模块：用于基于所述分析结果生成监测预警指令向管理用户端进行预警；

第二数据采集模块：用于基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备的启动指令；基于所述启动指令启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备采集设置在管道上的光纤的布里渊散射光信号；将采集到的布里渊散射光信号和布里渊散射光采集设备的唯一ID基于采集时间顺序按照链式存储结构写入GPRS模块进行数据封装；

所述基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器所监测范围内布里渊散射光采集设备的启动指令，包括：

基于采集所述振动幅度对应的地下环境的振动信号的振动传感器的唯一ID在云端服务器上进行位置匹配，获得所述振动传感器的位置信息；

基于所述振动传感器的位置信息以及监测范围获得该监测范围内及距离该监测范围内四周最近的布里渊散射光采集设备；

基于所述振动幅度触发所述云端服务器生成用于启动所述振动传感器的位置信息以及监测范围获得该监测范围内及距离该监测范围内四周最近的布里渊散射光采集设备的启动指令。