[发明专利]地表挖掘作业与地下光缆相对位置的识别方法及装置

说明书

地表挖掘作业与地下光缆相对位置的识别方法及装置，涉及地下光缆的定位技术。本发明是为了对地表挖掘作业与地下光缆相对位置进行识别。本发明所述的地表挖掘作业与地下光缆相对位置的识别方法及装置，当光缆沿线的地表出现人工利用镐头或铁锹进行挖掘作业而产生振动信号时，光缆上的采样点就能够捕捉到的振动信号，并对振动信号进行一系列的处理，从而判断出采样点处是否存在人工挖掘作业。当某一采样点存在挖掘作业时，就能够根据采样点所在位置确定出地表人工挖掘作业与采样点之间的位置关系。使用本发明能够实现对人工挖掘作业与地下光缆相对位置进行准确识别，降低因挖掘作业对光缆产生的威胁，为光缆安全防护提供有力保障。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及地下光缆的定位技术。

背景技术

地下掩埋敷设是通信光缆的一种常见敷设方式，经常用于网络通信、油气管道运输等需要敷设长距离光缆的工业领域。光缆埋入地下后，一旦地表发生人工挖掘作业，极易对光缆造成安全威胁。因此需要一种能够准确识别地表人工挖掘作业并能够准确定位地下光缆位置的技术，为光缆安全防护提供有力保障，实现防患于未然。

发明内容

本发明是为了对地表挖掘作业与地下光缆相对位置进行识别，现提供地表挖掘作业与地下光缆相对位置的识别方法及装置。

地表挖掘作业与地下光缆相对位置的识别方法，地下光缆上均匀分布有多个采样点，所述识别方法包括以下步骤：

步骤一：采集光缆采样点处的振动信号，

步骤二：对采集到的振动信号进行分帧处理，获得Q帧振动信号，每帧振动信号包括N个采样时刻，Q和N均为正整数，

步骤三：分别对每一帧振动信号进行S变换，获得每帧振动信号的中频带时间平均S变换系数，

步骤四：根据每帧振动信号的中频带时间平均S变换系数计算每帧振动信号的中频带除噪功率值，

步骤五：选取超出预设阈值的中频带除噪功率值所对应的每一帧振动信号，

步骤六：当步骤五选取出的所有帧振动信号中连续帧的个数在预设范围内，则这些连续帧振动信号对应的采样点处存在挖掘作业，根据存在挖掘作业采样点的位置获得挖掘作业与地下光缆的相对位置。

进一步的，上述步骤三中，首先，对每一帧振动信号按照S变换原理进行分解；然后，根据分解后的结果计算S变换系数；最后，将每帧振动信号所有采样时刻的S变换系数在时间维度上进行平均，获得每帧振动信号在预设频率范围内的中频带时间平均S变换系数。

具体的，根据下式对每一帧振动信号按照S变换原理进行分解：

其中，为第m个采样点第q帧振动信号经过傅里叶变换后在频率下的幅值，n＝0,1,2,...,N-1，T为每帧振动信号的采样时刻间隔，

x[m,q,dT]为第m个采样点第q帧振动信号中第dT个采样时刻的时域信号，d＝1,2,...,N；

根据下式获得S变换系数：

其中，为第m个采样点第q帧振动信号中第jT个采样时刻在频率下的系数，j＝1,2,...,N，p为S变换参数，取值为p＝0,1,2,...,N-1，u＝1,2,...,N-1；

根据下式将每帧振动信号所有采样时刻的S变换系数在时间维度上进行平均，获得每帧振动信号在预设频率范围内的中频带时间平均S变换系数：

其中，S_t-average[m,q,k]为第m个采样点第q帧振动信号在频率k下的中频带时间平均S变换系数，f_L和f_H分别为预设频率范围的下限和上限。