基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置，定位方法包括以下步骤：采集落石撞击过程中的震动波信号和声波信号；对所述震动波信号进行分析，获得所述震动波信号的震动特征置信度；所述声波信号进行分析，获得所述声波信号的形态特征置信度；基于所述震动特征置信度和所述形态特征置信度，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。本发明专利技术利用多种信号波特征，综合判定落石冲击位置，提高了落石冲击定位的准确性。高了落石冲击定位的准确性。高了落石冲击定位的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置


[0001]本专利技术涉及监测
，特别是涉及基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置。

技术介绍

[0002]落石是一种常见的自然灾害，指高出的石头在重力作用下降落至地面或低洼处的现象。落石发生在人类活动区域范围内，就可能造成灾害。落石是山崩最简单、最常规的形式，任何山体都会在重力、风力或其它因素下持续发生大小规模不一的落石。
[0003]随着交通建设技术的不断发展，高速公路、高铁的建设已经延伸到山区，高速公路、高铁已经成为山区人们出行的基础。山区的高速公路、高铁通常依山而建或者开山而建，山上或者隧道的岩石如果崩塌掉落，会给汽车或者高铁的通行带来极大的危险。
[0004]现阶段，主要是依靠巡路工人定时巡逻发现落石或者采用检测系统进行监测，人工巡逻时效差而且不能及时发现危险，检测系统所采用的落石自动监测定位方法通常采用单信号特征监测方法，依据从单一信号源提取的信号特征就进行监测的方法，主要包括视频分析法、光纤光栅振动探测法和红外激光轨面扫描成像方法，但是上述方法只能针对一种信号源进行分析，所得到的定位结果存在偏差，精确度偏低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，利用多种信号波特征，综合判定落石冲击位置，提高了落石冲击定位的准确性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供基于微震监测系统的落石冲击定位方法，包括以下步骤：
[0007]采集落石撞击过程中的震动波信号和声波信号；
[0008]对所述震动波信号进行分析，获得所述震动波信号的震动特征置信度；
[0009]对所述声波信号进行分析，获得所述声波信号的形态特征置信度；
[0010]基于所述震动特征置信度和所述形态特征置信度，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。
[0011]可选地，对所述震动波信号进行分析，获得所述震动波信号的震动特征置信度包括：
[0012]提取所述震动波信号的峰值，计算撞击能量，基于所述撞击能量，确定震动特征置信度。
[0013]可选地，对所述声波信号进行分析，获得所述声波信号的形态特征置信度包括：
[0014]对所述声波信号采用小波阈值的方法进行去噪；
[0015]对去噪后的所述声波信号进行特征提取，获得波峰和波谷，基于所述波峰和波谷计算斜率，获得所述形态特征置信度。
[0016]可选地，基于所述震动特征置信度和所述形态特征置信度，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置包括：
[0017]根据若干所述震动特征置信度确定震动轨迹；
[0018]根据若干所述形态特征置信度确定震动轨迹；
[0019]结合所述震动轨迹和所述震动轨迹，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。
[0020]还提供基于微震监测系统的落石冲击定位装置，包括信号采集模块、存储模块、分析模块、通信模块和显示模块，
[0021]所述信号采集模块，用于采集落石撞击过程中的震动波信号和声波信号；
[0022]所述存储模块，用于存储所述震动波信号和所述声波信号；
[0023]所述分析模块，用于分析所述震动波信号和所述声波信号，生成落石位置区域预估报告，获取落石冲击位置；
[0024]所述显示模块，用于显示所述落石位置区域预估报告；
[0025]所述通信模块，用于所述信号采集模块和所述存储模块之间的信息交互。
[0026]可选地，所述信号采集模块包括震动波信号采集单元和声波信号采集单元，所述震动波信号采集单元用于采集所述震动波信号，所述声波信号采集单元用于采集所述声波信号，所述震动波信号采集单元和所述声波信号采集单元均通过所述通信模块与所述存储模块连接。
[0027]可选地，所述分析模块包括震动波分析单元、声波分析单元和综合分析单元，所述震动波分析单元用于提取所述震动波信号的峰值，计算撞击能量，基于所述撞击能量，确定震动特征置信度；所述声波分析单元用于对所述声波信号采用小波阈值的方法进行去噪，对去噪后的所述声波信号进行特征提取，获得波峰和波谷，基于所述波峰和波谷计算斜率，获得所述形态特征置信度；所述综合分析单元用于根据若干所述震动特征置信度确定震动轨迹，根据若干所述形态特征置信度确定声音轨迹，结合所述震动轨迹和所述声音轨迹，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。
[0028]可选地，所述通信模块采用无线通信、4G网络协议通信或5G网络协议通信。
[0029]可选地，所述定位装置还包括电源模块，用于为所述信号采集模块供电，所述电源模块采用锂电池。
[0030]本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供的基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置，采集落石过程中震动波信号和声波信号，结合震动波信号的能量特征和声波信号的形态特征，获得多种落石滚动痕迹并进行结合，得到落石位置，提高了落石冲击定位的准确性。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例中落石冲击定位装置结构示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例中落石冲击定位方法的流程示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0037]本专利技术提供基于微震监测系统的落石冲击定位装置，如图1所示。该装置包括信号采集模块、存储模块、分析模块、通信模块和显示模块，信号采集模块与存储模块通过通信模块进行连接，将采集的波信号传输到存储模块进行保存和分析，存储模块、分析模块和显示模块依次连接。
[0038]信号采集模块，用于采集落石滚动过程中由于撞击产生的震动波信号和声波信号。信号采集模块包括震动波信号采集单元和声波信号采集单元，震动波信号采集单元用于采集震动波信号，声波信号采集单元用于采集所述声波信号。震动波信号采集单元和声波信号采集单元均通过通信模块与存储模块连接，将采集到的震动波信号和声波信号传输到存储模块进行存储，为后续的信号分析提供数据基础。本实施例中，震动波信号采集单元采用微震传感器，声波信号采集单元采用声波传感器，微震传感器和声波传感器根据所要检测地点面积的需要进行均匀铺设，并且在铺设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微震监测系统的落石冲击定位方法，其特征在于，包括以下步骤：采集落石撞击过程中的震动波信号和声波信号；对所述震动波信号进行分析，获得所述震动波信号的震动特征置信度；对所述声波信号进行分析，获得所述声波信号的形态特征置信度；基于所述震动特征置信度和所述形态特征置信度，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。2.根据权利要求1所述的基于微震监测系统的落石冲击定位方法，其特征在于，对所述震动波信号进行分析，获得所述震动波信号的震动特征置信度包括：提取所述震动波信号的峰值，计算撞击能量，基于所述撞击能量，确定震动特征置信度。3.根据权利要求1所述的基于微震监测系统的落石冲击定位方法，其特征在于，对所述声波信号进行分析，获得所述声波信号的形态特征置信度包括：对所述声波信号采用小波阈值的方法进行去噪；对去噪后的所述声波信号进行特征提取，获得波峰和波谷，基于所述波峰和波谷计算斜率，获得所述形态特征置信度。4.根据权利要求1所述的基于微震监测系统的落石冲击定位方法，其特征在于，基于所述震动特征置信度和所述形态特征置信度，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置包括：根据若干所述震动特征置信度确定震动轨迹；根据若干所述形态特征置信度确定震动轨迹；结合所述震动轨迹和所述震动轨迹，生成落石位置区域预估报告，获得落石冲击位置。5.基于微震监测系统的落石冲击定位装置，用于实施权利要求1
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4任一项所述的基于微震监测系统的落石冲击定位方法，其特征在于，包括信号采集模块、存储模块、分析模块、通信模块和显示模块，所述信号采集模块，用于采集落石撞击过程中的震动波信号和声波信号；所述存储模块，用于存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，王超，路沙沙，刘婺，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：