一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统技术方案

本申请公开了一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其包括激光信号发生器、振动感知光缆、光电转换设备、振动监测模块、异常振动分析模块、视频采集模块；激光信号发生器产生激光信号，振动感知光缆传输激光信号，当有疑似入侵破坏振动时，激光信号感知疑似入侵破坏振动，并发生波形变化；光电转换设备用于将激光信号转换为电信号；振动监测模块和异常振动分析模块判断异常振动，并发出异常情况提示信息；视频采集模块采集相应区域的视频影像。本申请能够大幅提高各类振动的辨识准确性，实现对外力入侵破坏行为进行安全监控、提前预警。前预警。前预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统


[0001]本申请属于振动传输与监控
，具体涉及一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统。

技术介绍

[0002]随着城市建设发展，地面以下铺设了各种功能类型的管网设施。但是由于地下管网设施敷设路径长、范围广，管理人员很难全方位的进行管理，地下管网设施的防外力入侵破坏实际上处于一种被动地位。同时城市改造建设不断加快，土建施工很容易对地下管网设施造成外力入侵破坏。
[0003]目前采用的电网地下管网设施防外力入侵破坏措施多为警示标示，包括标牌，警示牌等，或者巡视检查，加强预防措施，或者做好多部门、多单位沟通协调，避免地下管网被破坏。
[0004]但是，这些方式，效率低下，且当地下管网设施存在故障时难以快速准确地找出故障点；也不能实现实时监控或提前发现新增破坏情况。
[0005]如何提供一套完整的地下管网安全监测系统，实现对外力入侵破坏行为的安全监控，提前预警，并提升线路检查的工作效率，显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]本申请提出了一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统，在传统的光缆振动感知技术的基础上，对振动信号进行多元处理，大幅提高光缆振动感知的准确性，实现对外力入侵破坏行为的安全监控，提前预警。
[0007]为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
[0008]一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统，包括：
[0009]激光信号发生器、振动感知光缆、光电转换设备、振动监测模块、异常振动分析模块、视频采集模块；
[0010]所述激光信号发生器用于产生激光信号，并将所述激光信号传输至所述振动感知光缆；
[0011]所述振动感知光缆用于传输所述激光信号，当有疑似入侵破坏振动时，所述激光信号发生波形变化；
[0012]所述光电转换设备用于将所述激光信号转换为电信号；
[0013]所述振动监测模块用于筛选出所述电信号中的异常振动信号；
[0014]所述异常振动分析模块用于对所述异常振动信号进行振动分析，若确认为异常振动，所述异常振动分析模块发出异常情况提示信息，所述异常情况提示信息包括产生异常振动的地理距离，所述地理距离采用感知到异常振动的所述振动感知光缆的位置表征，并通过物联网发送所述异常情况提示信息；
[0015]所述视频采集模块用于根据所述地理距离，通过所述物联网采集相应区域的视频
影像。
[0016]可选的，所述激光信号为连续的相干光信号。
[0017]可选的，所述振动感知光缆采用单模光纤，所述振动感知光缆外套有铝薄膜。
[0018]可选的，所述光电转换设备包括激光相干单元和光检测设备；
[0019]所述激光相干单元用于接收所述激光信号，并生成干涉光信号；
[0020]所述光检测设备将所述干涉光信号转换成所述电信号的数据流。
[0021]可选的，所述振动监测模块包括典型振动专家库和振动筛查单元；
[0022]所述典型振动专家库用于表征警示振动的振动特征数据；
[0023]所述振动筛查单元用于根据所述典型振动专家库，对所述电信号进行筛查，得到所述异常振动信号。
[0024]可选的，所述振动筛查单元得到所述异常振动信号的方法包括：
[0025]将发生有波形变化的激光信号所对应的电信号，按照预设信号段时长，截取为信号段；
[0026]提取每一个所述信号段的振动特征；
[0027]根据所述典型振动专家库中表征警示振动的振动特征数据，对每一个所述信号段的振动特征进行特征比对，若特征比对不相同，则标记该信号段为正常振动，若特征比对相同，则标记该信号段为异常振动，将该信号段前后预定信号时间内的所有信号段暂存，得到所述异常振动信号。
[0028]可选的，所述异常振动分析模块包括常规振动专家库、异常振动确认单元和异常振动提示单元；
[0029]所述常规振动专家库用于表征常规振动的振动特征数据；
[0030]所述异常振动确认单元用于基于所述常规振动专家库，对所述常规振动的振动特征数据进行特征合成，并使用合成后的振动特征数据与所述异常振动信号进行振动分析，筛选得到确认异常振动；
[0031]所述异常振动提示单元用于根据所述确认异常振动，及所述确认异常振动所对应的电信号，得到产生异常振动的所述地理距离，并发出所述异常情况提示信息。
[0032]可选的，所述异常振动确认单元筛选得到所述确认异常振动的方法包括：
[0033]基于所述常规振动专家库，对所述常规振动的所述振动特征数据进行特征合成；
[0034]使用经过特征合成的振动特征数据，对所述异常振动信号进行特征比对，若特征比对相同，则判断该异常振动信号为正常振动，若特征比对不相同，则判断该异常振动信号为所述确认异常振动。
[0035]可选的，所述视频采集模块包括视频数据中心和视频采集设备；
[0036]所述视频数据中心用于根据产生异常振动的所述地理距离，通过所述物联网控制所述视频采集设备采集相应区域的视频影像。
[0037]可选的，所述安全监测系统还包括定位模块；
[0038]所述定位模块用于根据所述振动感知光缆的敷设路径和所述地理距离，将产生所述疑似入侵破坏振动的位置标注在电子地图上。
[0039]本申请的有益效果为：
[0040]本申请公开了一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统，在传统的光缆振动
感知技术的基础上，对振动信号进行深层次的加工处理和多元分析，大幅提高了各类振动的辨识准确性，在降低正常振动误报的同时，能够准确的对异常振动发出提示，进一步的，还能够获取产生异常振动的区域的视频数据，及时了解目标区域的现场情况。本申请能够实现对外力入侵破坏行为进行安全监控、提前预警，提升线路检查的工作效率，并降低线路检查的成本。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面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是本申请的一些实施例，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。
[0042]图1为本申请实施例一的基于物联网的地下异常振动安全监测系统结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0044]为使本申请的上述目的、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申请作进一步详细的说明。
[0045]如图1所示，为本申请实施例一的基于物联网的地下异常振动安全监测系统结构示意图，主要包括激光信号发生器、振动感知光缆、光电转换设备、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，包括：激光信号发生器、振动感知光缆、光电转换设备、振动监测模块、异常振动分析模块、视频采集模块；所述激光信号发生器用于产生激光信号，并将所述激光信号传输至所述振动感知光缆；所述振动感知光缆用于传输所述激光信号，当有疑似入侵破坏振动时，所述激光信号发生波形变化；所述光电转换设备用于将所述激光信号转换为电信号；所述振动监测模块用于筛选出所述电信号中的异常振动信号；所述异常振动分析模块用于对所述异常振动信号进行振动分析，若确认为异常振动，所述异常振动分析模块发出异常情况提示信息，所述异常情况提示信息包括产生异常振动的地理距离，所述地理距离采用感知到异常振动的所述振动感知光缆的位置表征，并通过物联网发送所述异常情况提示信息；所述视频采集模块用于根据所述地理距离，通过所述物联网采集相应区域的视频影像。2.根据权利要求1所述的基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，所述激光信号为连续的相干光信号。3.根据权利要求2所述的基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，所述振动感知光缆采用单模光纤，所述振动感知光缆外套有铝薄膜。4.根据权利要求2所述的基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，所述光电转换设备包括激光相干单元和光检测设备；所述激光相干单元用于接收所述激光信号，并生成干涉光信号；所述光检测设备将所述干涉光信号转换成所述电信号的数据流。5.根据权利要求4所述的基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，所述振动监测模块包括典型振动专家库和振动筛查单元；所述典型振动专家库用于表征警示振动的振动特征数据；所述振动筛查单元用于根据所述典型振动专家库，对所述电信号进行筛查，得到所述异常振动信号。6.根据权利要求5所述的基于物联网的地下异常振动安全监测系统，其特征在于，所述振动筛查单元得到所述异常振动信号的方法包括：将发生有波形变化的激光信号所对应的电信号，按照预设信号段时长，截取为信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建丽，刘克俭，王建勋，
申请(专利权)人：中国人民公安大学，
类型：发明
国别省市：