本发明专利技术实施例提供了分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法及装置。针对分布式光纤传感系统中传感器采集的每个传感信号，对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵；对所述时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵；对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量；根据预设的相似度判别阈值，对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量；根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进行筛选。解决了现有技术严重浪费计算机系统有限的算力，造成显著的时间耗费；系统的运行稳定性受到严重影响，甚至导致系统崩溃的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分布式光纤管道安全预警及周界安防领域，特别涉及分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法及装置。
技术介绍
1、随着光纤通信、光纤传感、光纤制造、数字信号处理等技术的快速发展以及国家对于油气管线及站场安全运行、智慧化互联互通的政策导向日趋明显，基于分布式光纤传感技术的长输油气管线安全预警系统、站场阀室等关键设施的周界安防系统正扮演越来越重要的角色。采用分布式光纤扰动传感技术的分布式光纤传感系统以光缆作为传感器和信道，对外界环境扰动进行感知和传输，具有全程无源、无监测盲区、抗电磁干扰、耐化学腐蚀、测点密集、多测点同步响应等特点，在大范围、长距离覆盖式监测场景中，相比传统的点式传感器具有明显优势。
2、由于分布式光纤传感系统监测范围广、监测距离长、监测点数多，且要求全部数据实时处理、实时分析，不能产生数据积压，因此对系统的数据处理能力要求极高。然而，在实际应用中，大部分监测点的传感数据实际上均为系统自身噪声，并不包含任何有价值的外界扰动信息。若对这些自噪声信号进行无差别的深度分析计算，则会严重浪费计算机系统有限的算力，造成显著的时间耗费；系统的运行稳定性也会受到严重影响，甚至导致系统崩溃，造成监测中断、数据丢失。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法及装置。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法，包括：</p>3、针对分布式光纤传感系统中传感器采集的每个传感信号，对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵；对所述时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵；对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量；根据预设的相似度判别阈值，对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量；根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进行筛选。
4、在一个实施例中，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
5、将同一个传感器采集的多条传感信号堆叠成时空二维数组；所述时空二维数组为：由n条传感信号上n×m个采样点的采样数据构成的行数为n，列数为m的数组；所述n为传感信号的数量，根据传感器脉冲重复频率k的值确定，所述m是每条传感信号上的m个采样点的数量；将所述时空二维数组进行批量带通滤波得到时空振荡矩阵。
6、在一个实施例中，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
7、将同一个传感器采集的多条传感信号堆叠成时空二维数组，将所述时空二维数组作为时空振荡矩阵。
8、在一个实施例中，所述对时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵包括：
9、计算所述时空振荡矩阵每一列向量的模值，将所述时空振荡矩阵各列向量分别除以对应的模值，得到标准时空振荡矩阵。
10、在一个实施例中，所述对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量，包括：
11、将所述标准时空振荡矩阵去掉最后一列，得到原位标准时空振荡矩阵；
12、将所述标准时空振荡矩阵去掉第一列，得到偏移标准时空振荡矩阵；
13、将所述原位标准时空振荡矩阵和所述偏移标准时空振荡矩阵进行逐列点积计算，得到所述相似度度量向量。
14、在一个实施例中，所述设定相似度判别阈值，根据相似度判别阈值对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量包括：
15、根据所述预设的相似度判别阈值，对相似度度量向量进行二值化转换，超过所述相似度判别阈值的分量置为1，不超过相似度判别阈值的分量置为0，得到所述二值化的相似度度量向量。
16、在一个实施例中，所述根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进行筛选，包括：
17、将所述二值化的相似度度量向量变换为与所述时空振荡矩阵同阶的向量，在所述时空振荡矩阵同阶的向量分量为0的位置，将对应的所述时空振荡矩阵的列向量保留，在所述向量分量为1的位置，将对应所述时空振荡矩阵的列向量置0。
18、第二方面，本专利技术实施例提供了一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法，包括：
19、通过分布式光纤传感系统中传感器采集传感信号；对所述传感信号中外界扰动信号进行筛选，去除其中的外界扰动信号，得到经信号筛选后的时空二维数组；对经信号筛选后的时空二维数组，进行识别计算，获得监测结果；其中对所述传感信号中外界扰动信号进行筛选，去除其中的外界扰动信号，得到经信号筛选后的时空二维数组，通过所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法进行筛选。
20、第三方面，本专利技术实施例提供了一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选装置，包括：
21、信号获取模块，用于针对分布式光纤传感系统中传感器采集的每个传感信号，对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵；
22、归一化处理模块，用于对所述时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵；
23、临近矢量投影模块，用于对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量；
24、二值化转换模块，用于根据预设的相似度判别阈值，对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量；
25、筛选模块，用于根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进行筛选。
26、第四方面，本专利技术实施例提供了一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测装置，包括：
27、传感信号获取模块，用于通过分布式光纤传感系统中传感器采集传感信号；
28、信号筛选模块，用于对所述传感信号中外界扰动信号进行筛选，去除其中的外界扰动信号，得到经信号筛选后的时空二维数组；
29、监测模块，用于对经信号筛选后的时空二维数组，进行识别计算，获得监测结果。
30、第五方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行的所属程序时实现所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法或者实现所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法。
31、第六方面，本专利技术实施例提供了一种计算机介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法或者实现所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法。
32、本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
33、本专利技术实施例提供了分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法及装置。针对分布式光纤传感系统中传感器采集的每个传感信号，对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵；对所述时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵；对标本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定相似度判别阈值，根据相似度判别阈值对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进行筛选，包括：
8.一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法，其特征在于，包括：
9.一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选装置，其特征在于，包括：
10.一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测装置，其特征在于，包括：
11.一种计算设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行的所属程序时实现权利要求1-7任一项所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法或者实现权利要求8所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法。
12.一种计算机介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法或者实现权利要求8所述的一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的监测方法。
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【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤传感系统外界扰动信号的筛选方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述传感信号进行截取操作，将传感信号转换成时空振荡矩阵，包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对时空振荡矩阵进行全域归一化处理，得到标准时空振荡矩阵包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对标准时空振荡矩阵进行临近矢量投影得到相似度度量向量，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定相似度判别阈值，根据相似度判别阈值对相似度度量矩阵进行二值化转换，得到二值化的相似度度量向量包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据二值化的相似度度量向量对时空振荡矩阵进...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成志，陈玉霞，王思远，刘丽君，杜选，柳建军，杨阳，谭东杰，朱玉奎，
申请(专利权)人：昆仑数智科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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