[发明专利]一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法

说明书

本发明公开了一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法，预设光纤振动产生的波形相似度期望值，当光纤发生振动时，取光纤振动的波形数据，根据频率和幅度数据计算波形的相似程度，通过计算波形相似度并与预设期望值之间进行比对，根据差值大小判断报警器报警是由于外部环境产生的振动导致的误报，还是由于光纤内部故障导致报警。通过该计算方法，可以快速的计算出波形的相似度，若相似度达到期望值，则认为两次产生波形的行为是一致的，通过可以快速的确定振动行为，节省了计算时间，同时提高行为的模式识别的精准度，通过简化计算发方法，快速识别振动事件，通过降低报警时间，提升报警效率。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别是涉及一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法。

背景技术

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。同时光纤振动传感器多用于监测光缆是否外部破坏，也可应用于石油石化管道监测。

然而，由于外界环境比较复杂，会产生非常多的误报，例如很多大型车辆经过，产生大量的振动，会导致误报警情况的出现，同时受限于报警时间等限制。为此，提出一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法，本发明通过简化计算发方法，快速识别振动事件，通过降低报警时间，提升报警效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于谱相似度的光纤振动事件识别方法，预设光纤振动产生的波形相似度期望值，当光纤发生振动时，取光纤振动的波形数据，根据频率和幅度数据计算波形的相似程度，通过计算波形相似度并与预设期望值之间进行比对，根据差值大小判断报警器报警是由于外部环境产生的振动导致的误报，还是由于光纤内部故障导致报警；

具体执行步骤包括：

步骤(1)：取初始波形1s的波形采样数据进行分析，波形采样时通过采集卡进行采样，其中，1ms时间内采集4000个数据，每个数据确定一个数据坐标；

步骤(2)：在步骤(1)的基础上，其中，每1s内采集1000个数据组，将1000个数据组组成M*N＝1000*4000的数字矩阵，记为矩阵N1，其中，每个数据组包含的数据个数为4000个；

步骤(3)：在步骤(2)的基础上，对数据矩阵列向进行平均计算，其中，每十个数据平均一次，并得到另一个M*N＝100*4000的数字矩阵，记为矩阵N2；

步骤(4)：在步骤(3)的基础上，计算波形的相似度，并将相似度计算值与预设期望值进行比较，判断是否为同一事件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述4000个数据的坐标表示为(a_1,1,a_1,2,a_1,3,……,a_1,3999,a_1,4000)。

作为本发明的一种优选技术方案，所述矩阵N1表示为：

(a_1,1,a_1,2,a_1,3,……,a_1,3999,a_1,4000)；

(a_1000,1,a_1000,2,a_1000,3,……,a_1000,3999,a_1000,4000)。