本發(fā)明涉及
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
：分布式光纖傳感系統(tǒng)由于光纖任意位置均為傳感單元，它可以獲得整個(gè)光纖長度上被測量參量的空間分布狀態(tài)和隨時(shí)間變化的信息。分布式光纖傳感系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)測，在眾多的光纖傳感器中有著非常重要的地位，是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一類，顯示了良好的應(yīng)用前景。常見的基于光時(shí)域反射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)有偏振光時(shí)域反射計(jì)、拉曼光時(shí)域反射計(jì)、布里淵光時(shí)域反射計(jì)、分析儀等。目前斷纖識別多用于通信系統(tǒng)中，當(dāng)前向的通信光信號接收不到時(shí)，識別為斷纖。然后再派工程維護(hù)人員進(jìn)行檢測，找到斷纖線路的接入口。然后通過該接入口接入光時(shí)域反射設(shè)備進(jìn)行斷纖事件的確認(rèn)與定位。但是，上述工作繁瑣復(fù)雜其效率低，而且不能適用于基于光時(shí)域反射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中基于光時(shí)域反射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)斷纖定位檢測操作復(fù)雜，效率低的技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法，包括：采樣一個(gè)脈沖周期內(nèi)的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)，計(jì)為數(shù)組X；將數(shù)組X內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)依次與第一閾值I比較；篩選第一個(gè)小于所述第一閾值I的采樣數(shù)據(jù)xa；計(jì)算數(shù)組X內(nèi)，采樣數(shù)據(jù)xa之后所有采樣數(shù)據(jù)的均值xm；比較所述均值xm與第二閾值II；其中，當(dāng)且僅當(dāng)所述均值xm小于所述第二閾值II的情況下，采樣數(shù)據(jù)xa所標(biāo)記的采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)；在未篩選出采樣數(shù)據(jù)xa或者所述均值xm大于等于第二閾值的情況下，繼續(xù)下一輪采樣判斷過程。進(jìn)一步地，所述方法還包括：在采集到采樣數(shù)據(jù)后，進(jìn)行去噪操作，然后執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的判斷過程。進(jìn)一步地，所述去噪操作具體包括：采集N個(gè)連續(xù)周期內(nèi)的N幀數(shù)據(jù)；對所述N幀數(shù)據(jù)進(jìn)行平均去噪，得到數(shù)組XN；以所述數(shù)組XN替代所述數(shù)組X，執(zhí)行斷纖判斷操作。進(jìn)一步地，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～50％。進(jìn)一步地，所述第二閾值的取值范圍是所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～20％。進(jìn)一步地，在采用光電探測原理進(jìn)行信號檢出的情況下，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～50％；所述第二閾值II的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～20％。一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，采集分布式光纖傳感系統(tǒng)的信號相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)組X；斷點(diǎn)篩選模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，獲取并將所述數(shù)組X內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)依次與預(yù)設(shè)的第一閾值I比較，篩選第一個(gè)小于所述第一閾值I的采樣數(shù)據(jù)xa；二級判斷模塊，與所述斷點(diǎn)篩選模塊相連，計(jì)算所述數(shù)組X內(nèi)，采樣數(shù)據(jù)xa之后所有采樣數(shù)據(jù)的均值xm，并比較所述均值xm與第二閾值II的大??；其中，當(dāng)且僅當(dāng)所述均值xm小于所述第二閾值II的情況下，采樣數(shù)據(jù)xa所標(biāo)記的采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)；在未篩選出采樣數(shù)據(jù)xa或者所述均值xm大于等于第二閾值的情況下，所述二級判斷模塊，驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)采集模塊執(zhí)行下一輪采集操作。進(jìn)一步地，所述裝置還包括：去噪模塊；所述去噪模塊與所述數(shù)據(jù)采樣模塊相連，驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集N個(gè)連續(xù)周期內(nèi)的N幀數(shù)據(jù)；對所述N幀數(shù)據(jù)進(jìn)行平均去噪，得到數(shù)組XN；以所述數(shù)組XN作為采樣數(shù)組，發(fā)送給所述斷點(diǎn)篩選模塊。進(jìn)一步地，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～50％；所述第二閾值的取值范圍是所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～20％。進(jìn)一步地，在采用光電探測原理進(jìn)行信號檢出的情況下，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～50％；所述第二閾值II的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～20％。本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：本申請實(shí)施例中提供的分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法及裝置，通過實(shí)時(shí)采集光纖傳感系統(tǒng)中的光信號相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)，一方面通過與設(shè)定第一閾值I比較篩選得到，相對強(qiáng)度小于第一閾值I的第一個(gè)傳感異常點(diǎn)；并進(jìn)一步通過第一個(gè)傳感異常點(diǎn)之后的所有采樣點(diǎn)的平均信號相對強(qiáng)度與第二閾值II的比較，進(jìn)一步判斷第一傳感異常點(diǎn)是否是斷纖點(diǎn)。當(dāng)兩個(gè)值都低于對應(yīng)的閾值的情況下，確定某一采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)；否則都不是斷纖點(diǎn)；從而通過嚴(yán)格的判斷過程，大大提升斷纖點(diǎn)定位和判斷的可靠性。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法原理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本申請實(shí)施例通過提供一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中基于光時(shí)域反射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)斷纖定位檢測操作復(fù)雜，效率低的技術(shù)問題；達(dá)到了提升對基于光時(shí)域反射原理的分布式光纖傳感系統(tǒng)的可靠性和效率。為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法。具體包括：步驟S1，采樣一個(gè)脈沖周期內(nèi)的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)，計(jì)為數(shù)組X。具體來說，在一個(gè)光脈沖周期內(nèi)，采集傳感光纖起始端到末端的各采樣點(diǎn)的前行光信號相對強(qiáng)度，計(jì)為數(shù)組X，即[x1，x2…xn]。數(shù)組長度k與傳感光纖的長度L以及采樣頻率的乘積得到。步驟S2，將數(shù)組X內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)依次與第一閾值I比較；篩選第一個(gè)小于所述第一閾值I的采樣數(shù)據(jù)xa。具體來說，將數(shù)組X中的數(shù)據(jù)，從起始端采樣數(shù)據(jù)x1開始與所述第一閾值I比較，直到出現(xiàn)第一個(gè)小于所述第一閾值I的采樣數(shù)據(jù)；即光信號的相對強(qiáng)度低于所述第一閾值I。這個(gè)點(diǎn)是一個(gè)傳感異常點(diǎn)，即一個(gè)疑似斷纖點(diǎn)。通常斷纖導(dǎo)致前行光信號傳遞中斷，傳感反饋信號的光信號相對強(qiáng)度會很低，因此當(dāng)出現(xiàn)異常低幅值時(shí)，很可能就是一個(gè)斷纖點(diǎn)。尤其是分布式光纖傳感系統(tǒng)，信號強(qiáng)度本身就很弱，鑒于此，所述第一閾值I通常根據(jù)分布式光纖傳感系統(tǒng)的具體設(shè)置參數(shù)決定。步驟S3，計(jì)算數(shù)組X內(nèi)，采樣數(shù)據(jù)xa之后所有采樣數(shù)據(jù)的均值xm；比較所述均值xm與第二閾值II。具體來講，當(dāng)出現(xiàn)異常采樣數(shù)據(jù)xa之后，將數(shù)組X中，xa之后到末端采樣數(shù)據(jù)的均值xm；并進(jìn)一步與所述與第二閾值II比較；實(shí)現(xiàn)二級判斷。當(dāng)出現(xiàn)所述疑似斷纖點(diǎn)之后，為了進(jìn)一步確認(rèn)是否真正斷纖，通過xa之后到末端采樣數(shù)據(jù)的均值xm作為判斷標(biāo)量，與第二閾值II比較。即，疑似斷纖點(diǎn)；如果是真正的斷纖點(diǎn)，那么其后的所有采樣數(shù)據(jù)都是異常數(shù)據(jù)，同時(shí)也是低于正常值的雜亂數(shù)據(jù)，通過均值xm能夠一定程度上表明其整體的趨勢，使得判斷的過程能夠抗偶然性擾動(dòng)，大大提升判斷的可靠性。第二閾值II的取值與分布式光纖傳感系統(tǒng)的的具體參數(shù)有關(guān)，為某一最低光信號強(qiáng)度值。其中，當(dāng)且僅當(dāng)所述均值xm小于所述第二閾值II的情況下，采樣數(shù)據(jù)xa所標(biāo)記的疑似斷纖采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)。另一方面，在未篩選出采樣數(shù)據(jù)xa，即說明不存在斷纖的可能?；蛘咚鼍祒m大于等于第二閾值II的情況下，疑似斷纖點(diǎn)可能只是一個(gè)擾動(dòng)數(shù)據(jù)，通過二級判斷過程，剔除這個(gè)擾動(dòng)；繼續(xù)下一輪采樣判斷過程。為了進(jìn)一步提升判斷的可靠性，優(yōu)選的，在執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣的過程中采用去噪操作；即將數(shù)組X的數(shù)據(jù)經(jīng)過去噪操作之后，用于定位操作。具體來說，所述去噪操作包括：采集N個(gè)連續(xù)周期內(nèi)的N幀長度為k的數(shù)據(jù)：x11x12...x1kx21x22...x2k............xN,1xN,2...xN,k;]]>對所述N幀數(shù)據(jù)進(jìn)行平均去噪，得到數(shù)組XN；即針對每個(gè)采樣點(diǎn)的連續(xù)N個(gè)周期內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，取均值，消除偶然性擾動(dòng)。以所述數(shù)組XN替代所述數(shù)組X，執(zhí)行斷纖判斷操作；大大提升了采樣數(shù)據(jù)的可靠性，充分提升了判斷效率。需要說明的是，去噪能夠有效降低光探的熱噪聲影響；隨著N的增加去噪效果越好，但是系統(tǒng)的響應(yīng)速度會降低。因此N值需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況合理選擇。所述第一閾值I以及第二閾值II的取值與分布式光纖傳感系統(tǒng)的鋪設(shè)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場的環(huán)境噪聲等外部因素有關(guān)。具體來說，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～50％；充分考慮環(huán)境擾動(dòng)和監(jiān)控對象的實(shí)際動(dòng)作等情況，使得異常斷纖點(diǎn)的判斷效率和可靠性。所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值采取預(yù)先檢出的形式，即在系統(tǒng)鋪設(shè)完成后，現(xiàn)場檢出傳感光纖末端信號幅值。進(jìn)一步地，所述第二閾值的取值范圍是所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值的10％～20％。進(jìn)一步，縮小環(huán)境因素的影響，減小誤檢和漏檢的情況；充分優(yōu)化兩級檢方式的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場檢出情況，考慮到環(huán)境擾動(dòng)和噪聲，系統(tǒng)設(shè)備以及檢出設(shè)備本身的噪聲；在采用光電探測原理進(jìn)行信號檢出的情況下，所述第一閾值I的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～50％；所述第二閾值II的取值范圍為所述分布式光纖傳感系統(tǒng)的傳感光纖末端信號幅值與系統(tǒng)噪聲幅值的差的10％～20％。下面通過一個(gè)具體的實(shí)施例說明本方案。參見圖2，適用于具有波動(dòng)性質(zhì)的傳感系統(tǒng)的斷纖識別。低于第一閾值I的位置約為1940m，自1940m至傳感光纖末端的均值為-4654.6，小于第二閾值II，因此此事件通過本算法可有效判別為斷纖事件。下面將介紹采用上述方法的定位裝置。參見圖3，一種分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，采集分布式光纖傳感系統(tǒng)的信號相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)組X；斷點(diǎn)篩選模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，獲取并將所述數(shù)組X內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)依次與預(yù)設(shè)的第一閾值I比較，篩選第一個(gè)小于所述第一閾值I的采樣數(shù)據(jù)xa；二級判斷模塊，與所述斷點(diǎn)篩選模塊相連，計(jì)算所述數(shù)組X內(nèi)，采樣數(shù)據(jù)xa之后所有采樣數(shù)據(jù)的均值xm，并比較所述均值xm與第二閾值II的大小；其中，當(dāng)且僅當(dāng)所述均值xm小于所述第二閾值II的情況下，采樣數(shù)據(jù)xa所標(biāo)記的采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)；在未篩選出采樣數(shù)據(jù)xa或者所述均值xm大于等于第二閾值的情況下，所述二級判斷模塊，驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)采集模塊執(zhí)行下一輪采集操作。所述裝置還包括：去噪模塊；所述去噪模塊與所述數(shù)據(jù)采樣模塊相連，驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集N個(gè)連續(xù)周期內(nèi)的N幀數(shù)據(jù)；對所述N幀數(shù)據(jù)進(jìn)行平均去噪，得到數(shù)組XN；以所述數(shù)組XN作為采樣數(shù)組，發(fā)送給所述斷點(diǎn)篩選模塊。上述裝置的的具體工作過程和原理，請參照上述方法，此處不再贅述。本申請實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：本申請實(shí)施例中提供的分布式光纖傳感系統(tǒng)的斷纖定位方法及裝置，通過實(shí)時(shí)采集光纖傳感系統(tǒng)中的光信號相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)，一方面通過與設(shè)定第一閾值I比較篩選得到，相對強(qiáng)度小于第一閾值I的第一個(gè)傳感異常點(diǎn)；并進(jìn)一步通過第一個(gè)傳感異常點(diǎn)之后的所有采樣點(diǎn)的平均信號相對強(qiáng)度與第二閾值II的比較，進(jìn)一步判斷第一傳感異常點(diǎn)是否是斷纖點(diǎn)。當(dāng)兩個(gè)值都低于對應(yīng)的閾值的情況下，確定某一采樣點(diǎn)為斷纖點(diǎn)；否則都不是斷纖點(diǎn)；從而通過嚴(yán)格的判斷過程，大大提升斷纖點(diǎn)定位和判斷的可靠性。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3