[发明专利]基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法、系统和设备

权利要求书

1.一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，包括；

获取与油气管道同沟铺设的分布式光纤上所有探测点的振动激励信号；

根据所述振动激励信号得到光纤振动数据瀑布图；

根据所述光纤振动数据瀑布图，得到激励信号的特征连通域；

根据所述激励信号的特征连通域确定所述分布式光纤的空间-时间序列曲线和空间-速度序列曲线；

根据所述空间-时间序列曲线和空间-速度序列曲线确定振动激励源的运动状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，根据所述振动激励信号得到所述光纤振动数据瀑布图，包括：

根据所述分布式光纤上探测点的空间位置，将各个时刻采集到的振动激励信号按照空间-时间进行拼接，得到预设时间段内的光纤振动信号矩阵；

根据所述光纤振动信号矩阵绘制光纤振动数据瀑布图。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，根据所述光纤振动数据瀑布图，得到激励信号的特征连通域，包括：

计算所述光纤振动数据瀑布图中每列数据的数据中值，根据所述数据中值确定瀑布图分割阈值；

根据所述瀑布图分割阈值对所述光纤振动数据瀑布图进行二值化，得到二值化图像；

将所述二值化图像中面积超过预设分割面积阈值的部分作为所述激励信号的特征连通域。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，根据所述激励信号的特征连通域确定所述分布式光纤的空间-时间序列曲线和空间-速度序列曲线，包括：

确定所述激励信号的特征连通域对应的所有探测点的振动激励信号时域数据，得到连通域时域数据；

提取所述连通域时域数据中幅值不为零的有效数据段；

根据所述有效数据段位于中间位置的时间点和对应的振动幅值，得到所述分布式光纤的空间-时间序列曲线；

利用滑窗算法得到所述空间-时间序列曲线对应的空间-速度序列曲线。

5.根据权利要求4所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，利用滑窗算法得到所述空间-时间序列曲线对应的空间-速度序列曲线，包括：

对所述空间-时间序列曲线进行样条拟合，得到修正曲线；

利用预设长度的滑窗在所述修正曲线中滑动，对滑窗内的数据做线性拟合，得到所述空间-时间序列曲线对应的空间-速度序列曲线。

6.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析系统，其特征在于，根据所述空间-时间序列曲线和空间-速度序列曲线确定振动激励源的运动状态，包括：

判断所述空间-时间序列曲线和空间-速度序列曲线的变化趋势是否相同，当变化趋势相同时，确定所述振动激励源为加速运动；当变化趋势相反时，确定所述振动激励源为减速运动。

7.根据权利要求6所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，还包括：

当所述振动激励源的运动状态为减速运动时，确定所述振动激励源的驻留点。

8.根据权利要求7所述的一种基于分布式光纤的激励源运动状态分析方法，其特征在于，当所述振动激励源的运动状态为减速运动时，确定所述振动激励源的驻留点，包括：

当所述振动激励源的运动状态为减速运动时，在所述光纤振动数据瀑布图中提取各个探测单元振动信号的最大值，得到最大值序列；

根据所述特征连通域确定驻留幅度阈值；

在所述最大值序列中确定最晚超过所述驻留幅度阈值的第一驻留点；

对所述最大值序列进行样条拟合，在所述样条拟合结果中进行寻峰，提取最晚超过所述驻留幅度阈值的峰值位置，记为第二驻留点；

当所述第二驻留点存在时，所述振动激励源的驻留点为所述第二驻留点；当所述第二驻留点不存在时，所述振动激励源的驻留点为所述第一驻留点。