The invention discloses an intrusion signal diagnosis system and method. The intrusion signal diagnosis system and method decompose the original signal into IMF components by collecting the original signal, and then reconstruct the original signal by denoising. The spectral centroid of the reconstructed signal is extracted by the spectral centroid method and imported into LS_SVM as the characteristic quantity. Regression analysis is used to diagnose intrusion signals.
【技术实现步骤摘要】
一种入侵信号诊断系统和方法
本专利技术涉及一种入侵信号诊断系统和方法,特别涉及一种基于EEMD结合频谱质心和LS-SVM的入侵信号诊断系统和方法。
技术介绍
石油是一种重要的战略物资,在国家经济中起到举足轻重的作用。伴随着中国经济的快速腾飞和石油工业的蓬勃发展,目前中国油气骨干管道里程已突破7万千米。管道运输作为五大运输方式之一,具有安全、经济、保质、无污染等优点,已经成为油气运输的重要途径,承担着我国70%的原油和99%的天然气的运输任务。到2020年,我国油气管网里程将达到20万千米,基本实现全国骨干管线联网。管道输送具有占地少、损耗少、成本低、输量大、快捷方便等优点,但也有管线长、跨区域多、沿途地质状况和自然环境复杂多变等缺点,还有对监控水平、安全保障性要求高等特点。另一方面,随着军事、民用及商用领域对安全和保密的要求越来越高,安全防范系统的应用范围越来越广泛。输油管道常常分布在复杂的自然环境中,其周围容易遭受来自人类、动物等的强力入侵危害。通过精确诊断输油管周围的入侵信号,能够降低安全防范系统的维护成本,节省人力、物力,提高防患能力。传统的输油管道检测技术主要依靠管道起始点和结束点采集的信号参数进行泄漏判别,无法实现对管道中段的检测,而光纤传感技术则利用随管道铺设的光纤作为传感单元,实现对输油管道的全程监控,满足长输油管线的漏油定位报警需求。并且随输油管道铺设的光缆可对输油管附近的异常震动做出判断,实现预判功能,提高管道监控安全性。同时,由于光缆的物理特性决定其使用年限长、维护简便、费用低等特点,因此利用光纤传感技术实现长距离输油管道的防漏、防盗检 ...
【技术保护点】
1.一种入侵信号诊断方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(a)将原始信号通过EEMD进行分解,剔除包含高频噪声的IMF,再将剩下的IMF分量重组得到重构信号;(b)对重构信号进行希尔伯特变换得到重构信号的希尔伯特谱,得出每个重构信号的频谱质心;(c)将训练集中普通信号和入侵信号的频谱质心分别标记为1组和2组,运用LS‑SVM将它们进行训练建模,根据LS‑SVM的学习效果反馈确定最优的规则化参数C和核宽度σ;(d)将原始信号重构后的频谱质心通过步骤(c)中训练好的LS‑SVM进行分类预测,如果结果是1组,则该信号为普通信号,如果是2组,则该信号为入侵信号。
【技术特征摘要】
1.一种入侵信号诊断方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(a)将原始信号通过EEMD进行分解,剔除包含高频噪声的IMF,再将剩下的IMF分量重组得到重构信号;(b)对重构信号进行希尔伯特变换得到重构信号的希尔伯特谱,得出每个重构信号的频谱质心;(c)将训练集中普通信号和入侵信号的频谱质心分别标记为1组和2组,运用LS-SVM将它们进行训练建模,根据LS-SVM的学习效果反馈确定最优的规则化参数C和核宽度σ;(d)将原始信号重构后的频谱质心通过步骤(c)中训练好的LS-SVM进行分类预测,如果结果是1组,则该信号为普通信号,如果是2组,则该信号为入侵信号。2.如权利要求1所述的入侵信号诊断方法,其特征在于,所述步骤(a)中EEMD的信号分解包括步骤:(i)向目标数据X(t)上加入白噪声序列;(ii)确定出加入白噪声序列后信号X(t)上的全部极值点;(iii)用三次样条插值法连接所有极大值点形成上包络线emax(t),同理得到下包络线emin(t),求出两条包络线的均值m1(t)=(emax(t)+emin(t))/2;(iv)给定信号X(t)与m1(t)的差值记为h1(t),即h1(t)=X(t)-m1(t)若h1(t)满足IMF的两个条件,则h1(t)作为原始信号筛分出的第一个IMF分量,否则,将h1(t)作为新的X(t),循环以上步骤,直到hi(t)满足IMF的两个条件,将其作为第一个IMF分量C1(t);(v)将C1(t)从X(t)中分离,得到一个去掉高频分量的差值信号r1(t),即r1(t)=X(t)-C1(t),将r1(t)作为原始数据重复以上步骤(ii)~(v),得到第二个IMF分量C2(t),重复n次直至残余信号rn(t)为单调函数,无法再进行筛分,其中rn(t)=rn-1(t)-Cn(t);(vi)每次加入不同的白噪声序列,然后重复以上步骤(i)~(vi)共n次;以及(vii)将n次得到的各个IMF分量求均值,并将其作为最终的...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊卫华,任嘉锋,季瑞松,梁坤,刘鹏,
申请(专利权)人:浙江理工大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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